Research on Innovation Efficiency and Influencing Factors of China’s High-Tech Industry
The high-tech industry refers to high-tech industries based on advanced and novel technology, distinguished by high-value addition and innovation-driven growth. It is a crucial component of the contemporary economic framework, offering high efficiency and productivity, accelerating rapid economic development, and serving as a key means for establishing a nation as a leader in science, technology, and manufacturing. This study delves into the data from China’s high-tech industries across 31 provinces and cities between 2009 and 2021. By employing regression analysis, it deeply explores the distribution differences in technological innovation efficiency of high-tech industries in different regions and obtains the impact of various factors on the innovation efficiency of high-tech industries. The findings indicate that the overall level of innovation efficiency of China’s high-tech industries is low, with obvious regional disparities, and in general, compared with the central and western regions, the eastern region has the best performance in terms of scale efficiency, pure technological efficiency, and overall efficiency.
High-Tech Industries
随着中国经济从高速增长阶段转向高质量发展阶段,传统依赖的资源条件和长期积累的资本对经济增长的推动作用逐渐减弱。高技术产业以其高投资、高回报和高附加值的特点,不仅加速了传统产业的升级改造,也促进了经济发展方式的转型
创新效率这一理念最初由美国经济学家Farrell定义,指在创新环境和资源配置条件保持不变的情况下,研发创新活动产出与投入之间的比例关系,具体表现为每一单位研发投入所带来的产出量
影响高技术创新效率的因素有很多。和军和张勇之学者在研究我国高技术产业的创新效率时发现,扩大对外开放和培养高素质人才对于提高全国高技术产业创新效率具有促进作用
通过上述分析,我们了解到学术界已经对中国高技术产业的技术创新效率进行了深入探讨,并取得了丰富的研究成果,为未来进一步研究该领域的技术创新效率提供了新的视角和方向。然而,现有的文献在衡量高技术产业创新效率的区域差异方面存在不足,未能充分解释造成这些差异的原因,导致相关区域协调发展政策的科学性和有效性有待提高。因此,本文利用2009至2021年间中国各省份的面板数据,采用DEA-Tobit回归分析方法,对各省高技术产业的创新效率进行比较分析,旨在揭示不同地区之间的差异。希望提出有助于促进高技术产业健康发展的策略建议,以期为推动我国经济的高质量发展做出贡献。
数据包络法(DEA)是测量创新效率的经典方法之一,最常见的模型有两种,分别是CCR模型和BCC模型,两者最大的区别是假设不同。CCR模型假设所有生产者都是在同一固定规模报酬下运营,这一假设条件在实际中基本上不满足,因此在使用中受到限制。BCC模型是在CCR模型的基础上提出的,其假设条件为所有生产者在可变规模报酬下运营。本文采用以投入为基础的BCC模型(即规模收益可变模型)作为评估工具,对各省市的创新效率进行量化分析,涵盖纯技术效率、规模效率和综合技术效率三个方面。具体的计算方法如下:
(1)
式中,ε代表非阿基米德无穷小,i和r分别代表投入和产出松弛变量的数量,a表示决策单元(DMU)的权重系数,j代表决策单元的索引,从1到n,X和Y分别代表投入和产出变量,Si−和Sr+分别代表投入和产出的松弛量,θ代表决策单元的效率得分。当θ等于1且Si−与Sr+都为0时,表明该决策单元(DMU)在DEA分析中是有效的;如果θ小于1,那么该决策单元(DMU)在DEA分析中是无效的。
高技术产业的创新效率受到多种因素的影响,这不仅涉及企业内部因素,还包括外部环境的诸多影响。因此,在挑选评估指标时,应从多个角度进行综合考量。根据董会忠等
一级指标 |
二级指标 |
衡量指标 |
创新主体 |
人力投入(PEO) |
R&D从业人员数占总从业人员比重 |
创新环境 |
政府支持(GOV) |
科学技术支出占政府支出比重 |
产业现代化程度(INDU) |
第三产业增加值占地区GDP比重 |
创新效率反映的是创新投入与产出的关系。在指标选取方面,高科技产业测算通常选用R&D资金投入(R&D经费内部支出)
变量类型 |
变量名称 |
衡量指标 |
投入指标 |
R&D资金投入 |
反映企业在研发创新上的资金投入 |
R&D人员投入 |
反映企业在研发创新上的人员投入 |
|
新产品开发经费 |
反映企业对新产品开发的资金投入 |
|
产出指标 |
专利申请数 |
反映企业研发活动的成果、对专利的保护 |
新产品销售收入 |
反映企业在新产品上的收益情况 |
最后,论文建立如下Tobit回归模型:
(2)
式中,TE表示31个省市高技术产业的创新效率值,PEOjt、GOVjt、INDUjt分别表示t年区域j的人力投入、政府支持和产业现代化程度,ε为随机扰动项,j代表样本城市,t表示2009~2021年。
遵循“确保案例样本数量充足且数据可获取”的基本原则,本文选取了中国31个省、自治区和直辖市作为研究对象,来探究高技术产业的创新效率。所涉及的各项指标数据主要来源于《中国统计年鉴》《中国高技术产业统计年鉴》《中国劳动年鉴》以及各城市的统计年鉴。研究中所使用的所有变量数据均基于2009至2021年的时间跨度,各变量的描述性统计分析详见
指标 |
最小值 |
最大值 |
均值 |
标准差 |
观测值 |
人力投入 |
0.00018 |
0.04355 |
0.00807 |
0.00870 |
403 |
政府支持 |
0.3 |
7.2 |
2.02516129 |
1.50012 |
403 |
产业现代化程度 |
0.723 |
0.998 |
0.900 |
0.053 |
403 |
R&D资金投入(X1) |
1.2 |
4002.2 |
499.42 |
637.3 |
403 |
R&D人员投入(X2) |
1100 |
1,248,474 |
173240.9032 |
205668.5914 |
403 |
新产品开发经费(X3) |
1177 |
46,369,762 |
3800118.03 |
6092955.17 |
403 |
专利申请数 |
162 |
980,634 |
91,947 |
143,532 |
403 |
新产品销售收入 |
17,728 |
496,849,026 |
51442779.75 |
77523448.74 |
403 |
通过运用DEAP 2.1软件对投入要素和产出要素进行数据包络分析(DEA),得出的分析结果如
城市 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
均值 |
北京 |
0.843 |
0.973 |
0.872 |
0.936 |
0.968 |
0.946 |
0.955 |
0.721 |
0.754 |
0.792 |
0.654 |
0.774 |
0.953 |
0.857 |
天津 |
0.989 |
0.766 |
0.721 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
0.894 |
0.927 |
0.929 |
1.000 |
0.987 |
1.000 |
0.939 |
河北 |
0.514 |
0.412 |
0.436 |
0.622 |
0.692 |
0.695 |
0.656 |
0.665 |
0.680 |
0.784 |
0.916 |
0.858 |
0.972 |
0.685 |
山西 |
0.404 |
0.393 |
0.431 |
0.504 |
0.541 |
0.475 |
0.584 |
0.701 |
0.743 |
0.763 |
0.810 |
0.940 |
0.897 |
0.630 |
内蒙古 |
0.362 |
0.457 |
0.318 |
0.459 |
0.448 |
0.368 |
0.483 |
0.476 |
0.723 |
0.766 |
0.803 |
0.750 |
0.690 |
0.546 |
辽宁 |
0.688 |
0.553 |
0.545 |
0.646 |
0.690 |
0.640 |
0.637 |
0.637 |
0.645 |
0.809 |
0.735 |
0.752 |
0.807 |
0.676 |
吉林 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
0.460 |
0.978 |
0.716 |
0.992 |
1.000 |
0.742 |
1.000 |
0.836 |
1.000 |
0.902 |
黑龙江 |
0.419 |
0.486 |
0.782 |
1.000 |
0.911 |
0.640 |
0.956 |
0.663 |
0.680 |
0.851 |
0.686 |
0.716 |
0.882 |
0.744 |
上海 |
0.953 |
0.784 |
0.703 |
1.000 |
0.878 |
0.918 |
0.674 |
0.810 |
0.932 |
0.882 |
0.900 |
0.808 |
0.876 |
0.855 |
江苏 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
0.755 |
0.890 |
0.958 |
0.874 |
0.920 |
1.000 |
0.927 |
0.948 |
浙江 |
1.000 |
0.939 |
0.987 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
0.994 |
安徽 |
0.562 |
1.000 |
0.784 |
0.828 |
0.785 |
0.834 |
0.917 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
0.901 |
福建 |
0.616 |
0.531 |
0.591 |
0.709 |
0.670 |
0.640 |
0.719 |
0.756 |
0.779 |
0.821 |
0.787 |
0.747 |
0.663 |
0.695 |
江西 |
0.438 |
0.460 |
0.449 |
0.687 |
0.829 |
0.688 |
0.717 |
0.825 |
0.983 |
0.944 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
0.771 |
山东 |
0.925 |
1.000 |
0.658 |
0.971 |
0.906 |
0.868 |
0.711 |
0.777 |
0.867 |
0.760 |
0.883 |
0.881 |
0.950 |
0.858 |
河南 |
0.520 |
0.938 |
0.496 |
0.592 |
0.884 |
0.851 |
0.879 |
0.808 |
0.825 |
0.912 |
0.771 |
0.893 |
0.896 |
0.790 |
湖北 |
0.634 |
0.584 |
0.549 |
0.619 |
0.686 |
0.700 |
0.727 |
0.749 |
0.842 |
0.875 |
0.902 |
0.814 |
0.886 |
0.736 |
湖南 |
0.595 |
0.525 |
0.657 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
0.819 |
0.843 |
0.719 |
0.786 |
0.842 |
广东 |
0.832 |
0.739 |
0.678 |
0.778 |
0.749 |
0.775 |
0.720 |
0.934 |
1.000 |
0.967 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
0.859 |
广西 |
0.631 |
0.610 |
0.595 |
0.735 |
0.940 |
0.811 |
0.947 |
1.000 |
1.000 |
0.932 |
0.791 |
1.000 |
1.000 |
0.846 |
海南 |
0.802 |
0.755 |
0.653 |
0.643 |
0.695 |
0.637 |
0.714 |
0.488 |
0.553 |
0.690 |
0.803 |
1.000 |
1.000 |
0.726 |
重庆 |
0.993 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
0.991 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
0.972 |
0.747 |
0.748 |
0.911 |
0.845 |
0.939 |
四川 |
0.956 |
1.000 |
0.984 |
1.000 |
0.940 |
0.816 |
1.000 |
0.832 |
0.957 |
0.783 |
0.670 |
0.628 |
0.758 |
0.871 |
贵州 |
0.546 |
0.572 |
0.764 |
0.803 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
0.695 |
0.969 |
1.000 |
0.840 |
0.783 |
0.758 |
0.825 |
云南 |
0.561 |
0.629 |
0.520 |
0.651 |
0.565 |
0.523 |
0.623 |
0.396 |
0.504 |
0.626 |
0.503 |
0.642 |
0.686 |
0.571 |
西藏 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
陕西 |
0.629 |
0.818 |
0.827 |
0.902 |
0.791 |
0.675 |
0.956 |
0.567 |
0.885 |
0.690 |
0.718 |
0.646 |
0.784 |
0.761 |
甘肃 |
0.454 |
0.604 |
0.649 |
0.819 |
0.776 |
0.756 |
0.822 |
0.707 |
0.949 |
1.000 |
0.772 |
0.897 |
1.000 |
0.785 |
青海 |
0.436 |
0.496 |
0.422 |
0.294 |
0.302 |
0.322 |
0.686 |
0.700 |
0.557 |
0.814 |
0.706 |
1.000 |
0.990 |
0.594 |
宁夏 |
0.554 |
0.342 |
0.381 |
0.591 |
0.899 |
0.575 |
0.734 |
0.458 |
0.864 |
1.000 |
0.798 |
0.690 |
0.695 |
0.660 |
新疆 |
0.641 |
0.620 |
0.481 |
0.585 |
0.547 |
0.837 |
0.890 |
0.514 |
0.641 |
0.702 |
0.836 |
0.935 |
0.830 |
0.697 |
均值 |
0.693 |
0.709 |
0.675 |
0.786 |
0.792 |
0.773 |
0.812 |
0.763 |
0.845 |
0.848 |
0.832 |
0.858 |
0.888 |
0.790 |
DEA结果为1的城市,表示其技术创新达到生产技术的有效前沿面;测算结果不等于1的,视为创新效率无效,DEA效率值在0.8~1被认为是良好的
在2009至2021年期间,通过对中国31个省市的高技术产业创新效率进行的测度研究显示,我国高技术产业的创新水平整体上呈现逐年提升的趋势。然而,不同省份之间的创新效率存在显著差异。例如,西藏和内蒙古在这段时间内的创新效率均值相差了0.453,这一差异提示我们有必要深入探究造成这些差异的多种因素。本文将各省市13年的综合技术效率均值作为因变量,利用EViews求解式(2)的Tobit回归模型,计算结果如
变量 |
系数 |
T统计检验 |
P值 |
人力投入(PEO) |
1.67E−07 |
3.086724 |
0.0020 |
政府支持(GOV) |
0.025325 |
2.659785 |
0.0078 |
产业现代化程度(INDU) |
0.211680 |
1.769647 |
0.7869 |
常数项 |
0.593739 |
12.04074 |
0.0000 |
从回归结果来看,人力支持、政府支持、产业现代化程度与高技术产业的创新效率呈正相关关系,并且人力支持与政府支持的P值 < 0.05,两者与高技术产业创新效率之间存在着显著性,可知加大研发人员的投入以及政府对高技术的支持都能提高高技术产业的创新效率。虽然产业现代化程度与高技术产业的创新效率呈正相关,但是由于P值 = 0.7869 > 0.05,两者之间不存在显著性,可知产业现代化程度在一定程度上能够影响高技术产业的创新效率,但效果不显著,并不是影响高技术产业创新水平提升的主要因素。
高技术产业人才投入与高技术产业创新效率显著正相关,说明31个城省市的人力投入目前能为高技术产业的创新发展提供良好的人才要素支撑,这种支持与城市的创新效率相匹配,能对高技术产业创新效率产生积极的促进作用。
本文选取DEA-Tobit回归模型,测算了2009~2021年31个省份高技术产业的创新效率。研究结论如下:
1) 2009~2021年我国各省市高技术产业的创新效率在缓慢提高,31个省市的创新效率均值从2009年的0.693增加到2021年的0.790;但分省来看,各省市之间的差异较大,东部地区各省市的高技术产业创新效率值远远高于中西部地区。
2) 从Tobit回归结果来看,产业现代化程度能促进高技术产业创新效率的提升,但促进作用不显著;研发创新上人员的流动以及政府对高技术产业的支持对高技术产业技术创新效率的促进效果都显著为正。
高技术产业的发展起着引领区域创新的“领头羊”作用,对于驱动我国的科技进步和增强国际竞争实力具有关键性的意义。对此,本文提出如下建议:
1) 大部分省市的高技术产业的创新效率值未能达到DEA有效,这表明这些省市的投入产出不匹配,要素投入结构不合理。因此,需要注重高技术产业科技资源的优化配置,同时各省市应找出本地效率低的具体原因,针对性地优化资源配置和生产流程。
2) 创新主体、科研资金投入是区域高技术产业产生高创新效率的必要条件。政府可以通过制定和实施相关政策,如税收优惠、财政补贴、研发资助等,来激励企业增加研发投入和创新活动。同时,加速培养创新型青年人才,注重实践需求导向,提高科技创新人才比例,通过提高区域经济和科技水平,加强基础设施建设,为高技术产业的技术创新提供包括人才、资金、制度和环境在内的全面基础支持。
3) 高技术产业的发展需要充分考虑到本地区的人力资本、产业结构、经济发展水平等相关情况,因地制宜地选择并制定出符合当地情况的政策,选择合适的路径,缩小地区间的创新效率。
4) 东部沿海创新效率高的省市应该充分发挥带头协调作用,合理配置各种资源,缩小东部、中部、西部三大地区的高技术产业创新效率差距。