技术扩散机制分析：产业内贸易研究

在上一节的模型中，资本积累的影响表现为不断有新的多样性产品加入到消费品的生产行列中，这些新产品种类数量的增加只是单纯量上的扩张，并不具有产品质量升级的意义。此外，资本积累到一定程度，达到一定的资本密集程度之后，对生产效率的提高效应会逐渐减弱。因此，单纯建立在物质资本积累基础上的规模经济和外部性并不能完全支持产业内贸易的长期增长。除了资本积累之外，经济增长过程中的技术进步同样能够起到实现规模报酬递增、扩大市场规模的作用。并且，技术进步本身在经济系统中具有一定的内生性和可持续性，能够持续提高生产率，扩大生产规模，是贸易模式演进的重要动力。

从世界各国工业化发展的实践来看，各种技术进步产生的来源大致有两种：一种是外溢性或扩散性的技术进步，可以称之为技术扩散；另一种是原发性技术进步，可以称之为技术创新。

技术扩散型技术进步主要依靠国内劳动者对其他国家已有先进技术的模仿和学习，以及在生产过程中积累生产经验，使得在生产效率提高的同时，产品的技术密集程度也有所提升。这种技术进步通常表现为拥有较少的自主知识产权，特别是不掌握产业的核心技术，但可以通过接受其他国家的产业技术来实现本国产业的扩展。技术扩散具有溢出效应，即技术扩散的外部性，其主要包括：①技术领先企业的示范效应，技术落后企业的模仿效应；②人力资本的流动，这里的流动既包含了人力资本的有形转移，也包括人力资本的无形转移，前者主要指通过人员的流动而发生的技术溢出，后者指并不需要通过人员的流动，而只需借助于信息的非自愿流动而发生的技术溢出；③联系效应，它是指企业间不通过纯粹的市场交易而发生的技术扩散。

技术创新型技术进步则主要依靠本国研发投入和人力资本的增加等进行自创，创造出新知识、新技术、新工艺和新产品，以及采用新的生产方式和经营管理模式，提高产品质量。这种技术进步表现为本国的企业拥有大量的自主知识产权，特别是拥有核心技术。

当然，这两种类型的技术进步并不能完全隔离开来，技术扩散是在技术进步和技术创新后才发生的，并且与技术创新在市场上的推广传播过程有关，而创新则是指那些第一次被引入到商业贸易活动中的新发明。从人类历史来看，技术扩散在技术进步过程中起着至关重要的作用，一项技术创新，除非得到广泛的应用和推广，否则它将不以任何物质形式影响经济。舒尔茨指出，没有扩散，创新不可能有经济影响。所以，从一般意义上来说，技术扩散能促使创新在更大范围内产生经济效益和社会效益，推进一个国家产业技术的进步和产业结构的优化，促进国民经济的发展。简言之，技术扩散需要以技术的不断创新为基础，技术创新也需要用技术的扩散来最大限度地发挥其经济价值和社会价值。

本国企业为争夺产品市场而展开的技术扩散和技术创新都可以增加国内生产的产品种类数量，并且这些新增加的产品表现为在原有产品上质量的提高，即表现为市场规模的升级^[2]。与资本积累机制下的产品种类数量增加带来的市场规模扩大相比，市场规模的升级能给消费者带来更大的效用。随着本国可供出口的产品市场规模升级，本国在国际市场上的贸易产品结构也得到升级。

本节和下一节会分别建立模型，分析这两种技术进步对产业内贸易模式演进的影响。其中，技术扩散促进产业内贸易的演进机制在本书中可以概括为：技术扩散→市场规模升级→产业内贸易增加。具体表现在：当存在非对称性的国际技术扩散时，一方面，随着发达国家生产出的新产品的种类数量的增加，欠发达国家潜在的可模仿目标产品增多，模仿的成本下降，产品的转移率增加；另一方面，随着欠发达国家从发达国家转移来的产品数量的增加，其通过模仿发达国家所获得的经验积累也增加，本国生产过程中的边干边学效应使得生产率不断提高。由此，模仿和学习的共同作用将导致本国产品在生产范围扩展的同时质量也得到升级，即带来市场规模的升级。市场规模的升级有利于本国企业竞争力的增强，促使贸易格局沿着按技术密集度划分的技术阶梯实现升级，产业内贸易增加。

将技术扩散通过市场规模升级而促进产业内贸易演进的机制如图3.2所示。

图3.2　“技术扩散——产业内贸易增加”演进机制

3.3.1　基本模型

本书在格罗斯曼和赫尔普曼（1991）的创新、模仿和产品周期模型中引入阿尔文·扬的“边干边学”机制，并且借鉴巴特勒（Butler，1990）对存在技术转移模型的最优化解的求解方法^[3]，将发达国家的创新行为和欠发达国家的模仿行为与两国多样性产品种类数量的变化、产品质量升级等联系起来，由此考察非对称的技术扩散对发达国家和欠发达国家贸易模式的影响。模型的结果表明，在技术不断扩散的作用下，发达国家产品创新率的提高和欠发达国家技术转移率的提高都会推动欠发达国家的产品生产范围扩展以及产品质量实现升级，从而产业内贸易不断增长。

假设存在发达国家和欠发达国家两个开放的国家，其变量分别用下脚标1和2表示。发达国家在新产品研发方面具有先发优势，在技术最终扩散到欠发达国家之前，每一种新的多样性产品只在发达国家发明并进行生产。发达国家的创新行为如格罗斯曼和赫尔普曼所描述的，是发达国家的企业在不完全竞争的市场中为获取垄断利润而展开质量竞赛的结果，因此产品的创新体现在产品种类数量的增加和产品质量阶梯的提升两个方面。欠发达国家则依靠本国的成本优势，生产和出口创新于发达国家但已被模仿并成功转移的产品。

对于两国代表性家庭的消费行为，假设其效用函数与3.2.1节的模型一样，仍然采用Dixit－Stiglitz型的效用函数。不同的是，此时代表性家庭消费的产品由两个国家生产的所有多样性产品组成，即有n＝n1＋n2，其中n1、n2分别为发达国家和欠发达国家生产的多样性产品种类数量。

对于发达国家的生产行为，假设存在研发部门和多样性产品生产部门两个部门，研发部门提供新产品的设计，而生产部门根据设计专门进行多样性产品的生产。发达国家的代表性生产企业将全部的劳动力配置到这两个部门中，即L1＝L1R ＋L1P，其中L1R和L1P分别为配置到研发部门和多样性产品生产部门的劳动力。产品的产出水平X1则由产品生产部门的劳动生产率A1和所投入的劳动力数量L1P决定，因此有：

代表性企业的利润函数为：

发达国家多样性产品的垄断定价公式也与3.2.1节的模型一样，为：

其中，α为消费者对多样性差异产品的偏好程度。

当存在技术扩散时，发达国家生产的多样性产品种类数量的增加速度取决于两方面的变化：一是由发达国家研发部门的熟练劳动力投入和研发部门的劳动生产率共同决定的技术创新率，即发达国家新产品的开发速度，用变量g表示；二是欠发达国家从发达国家的技术转移速度，或者说欠发达国家的内生模仿速度，用变量m表示。由此，对于发达国家的多样性产品种类数量有：

按照格罗斯曼和赫尔普曼的技术创新思想，发达国家进行技术创新的原因是为了在一段时间内获得市场垄断力量，使得垄断利润最大化，即最大化未来回报的贴现值。则根据最优控制理论，存在如下最大化资产价值函数：

而式（3.25）～式（3.28）为这个资产价值最大化函数的4个约束条件，并且其初始状态变量n1（0）等于零。

对于上述的最优化问题，根据欧拉方程条件，有：(www.xing528.com)

巴特勒（Butler，1990）给出了存在技术创新和技术转移时两国动态最优化问题的求解方法，按照这个方法，稳态状态下的均衡最优解为：

对于欠发达国家的生产企业而言，把扬（1991）的技术扩散过程中的边干边学机制引入到生产中，则其最终生产的多样性产品种类数量由技术转移速度、干中学导致的生产率提高以及产品的自然退化率三个变量决定，即：

其中，a为由边干边学导致的生产效率的提高程度，φ为产品的自然退化率。技术扩散能够导致欠发达国家生产效率的提高是因为，随着欠发达国家从发达国家转移来的产品数量的增加，其通过模仿发达国家所获得的一般生产经验的积累也增加，生产效率提高。

在稳定状态下有 ，＝0，因此，将式（3．32）代入到式（3．33），得到欠发达国家在稳定状态下的多样性产品种类数量为：

式（3.32）和式（3.34）分别描述了发达国家和欠发达国家生产的多样性产品种类数量的变化情况。从这两个公式中可以看出，在均衡状态下，两国的多样性产品种类数量由发达国家的技术创新率g、欠发达国家的技术转移率m以及生产率提高程度a共同决定。技术创新率的提高使得发达国家的多样性产品种类数量增加，进而增加了欠发达国家的多样性产品种类数量；技术转移率的提高使得欠发达国家的多样性产品种类数量增加，但却减少了发达国家的多样性产品种类数量。由此，在不对称的技术扩散和技术转移作用下，欠发达国家的生产范围不断扩大，并且产品的质量不断提高；发达国家生产的产品也在不断升级，但最终产品种类的数量的增减情况不能确定。

3.3.2　模型的经济意义分析

在上面的模型中，技术扩散对各国生产的多样性产品种类数量，进而对产业内贸易量的影响是通过发达国家的技术创新和向欠发达国家的技术转移这两个随时间变化而变化的过程来实现的。而技术扩散得以实现的前提是知识存在外部性。最早的知识外部性模型是由阿罗（Arrow，1962）建立的。阿罗认为，新投资具有溢出效应，不仅进行投资的厂商在生产过程中会逐步积累起生产经验和更有效的生产知识，提高企业的生产效率，其他厂商也可以通过“学习”而提高他们的生产率。也就是说，在整个经济范围内存在技术的溢出，一个企业的生产率可以视为整个经济总投资的函数，技术的溢出导致了整个经济生产率的提高。罗默（1986）继承了阿罗的“干中学”思想和用技术的外部性解释经济增长的研究思路，提出了以知识生产和知识溢出为基础的知识溢出模型。罗默认为，新知识是研究开发部门的产品，由于知识在很大程度上是一种非竞争性的产品，单个厂商生产的新知识具有正的外部性，从而使得整个社会从中收益。并且，知识的生产往往具有很大的固定成本或一次性费用和较小的边际成本，因此源于新知识的报酬递增随之出现，消费品的生产过程表现为规模收益递增。卢卡斯（1988）的人力资本溢出模型则认为整个经济范围内的外部性是由人力资本的溢出造成，人力资本所产生的正的外部性使总量生产函数呈现规模收益递增。与罗默、卢卡斯的观点不同，巴罗（Barro，1990）认为政府提供的公共产品（如基础设施建设）具有非竞争性和非排他性，因此政府活动对于私人厂商而言相当于一种外部经济，可以使得生产实现规模收益递增。

在本书的模型中，对于欠发达国家来说，技术的扩散能够使其技术水平提高并且贸易模式升级的原因有两个：一是利用本国的成本优势，通过对发达国家拥有的新技术进行模仿和转移，直接促使本国产品生产范围扩展和产品质量升级；二是在对外国新技术的模仿和转移过程中，通过边干边学来实现一般知识和生产经验的积累，从而缩小与发达国家的技术差距，扩大和提高本国生产产品的范围和质量。这两个原因都能使得欠发达国家从非对称的国际技术扩散中获益，生产和贸易格局沿着按照技术密集度划分的技术阶梯实现升级。

首先来看欠发达国家的模仿和产品转移行为。欠发达国家的模仿活动可以看作是与发达国家新产品开发类似的投资活动，其模仿并最终实现产品生产的转移是追求利润最大化的企业根据生产成本与收益之间的比较进意愿投资的结果。具体来说，随着科技的进步，产品生产中包含的知识和技术含量越来越高，新技术、新产品的创造与发明需要较多的研发投入，并且面临着较高的风险。而模仿的成本则要小得多，成功的机会也要大得多，对创新产品进行模仿能够大大节约研发成本。曼斯菲尔德等（Mansfield et al.，1980）对美国进行的一项有关化学、制药、电子以及机械工业等行业中模仿成本与模仿时间的研究证实了这一点。他们发现，在被跟踪调查的48项创新产品中，4年之后有60%的产品会被成功模仿，而模仿需要的平均成本则为创新平均成本的65%。最初进行模仿的动因来自于对研发成本的节约，模仿成功后产品最终实现生产的转移则是因为欠发达国家具有较低的劳动力成本优势。当模仿使得欠发达国家的技术水平达到创新产品的技术水平时，生产同样的产品在欠发达国家只需投入比发达国家更少的生产成本，此时发生了产品生产的转移。可见，成本因素是欠发达国家决定是否进行模仿和产品转移活动的重要考量因素。而当发达国家的技术创新率增加时，潜在的可模仿目标产品增多，模仿的成本进一步降低，转移到欠发达国家进行生产的产品数量也会增加，即产品的转移率提高。并且，由于发达国家的技术创新是企业在不完全竞争的市场中为获取垄断利润而展开质量竞赛的结果，发达国家的技术创新具有产品质量升级的意义，每一种新产品都比旧的产品拥有更高的技术含量。由此，欠发达国家模仿和转移过来的产品质量也会不断升级。可见，随着技术扩散过程中产品转移率的不断增加，产品种类数量的增加和质量的升级共同推动了本国市场规模的升级，产业内贸易增加。

日本是最注重技术学习和模仿的国家之一。在汽车、录像机、复印机、计算机等几十项世界近代的重大科技发明中，没有一项是日本发明的。然而，日本通过进口关键技术、设备、料件和信息资料，并在此基础上对最先进的产品进行模仿和改进，使其不仅很快掌握这些产品的生产技术，而且大量生产和出口。汽车在美国发明，但日本每年向美国出口的汽车在两百万辆以上；录像机在美国发明，但日本已经成为世界录像机出口市场中的第一大国。通过模仿将包含最新技术的产品逐渐转移到本国进行生产已经成为日本获得最新技术，优化贸易产品结构的有效手段。

其次来看欠发达国家在技术扩散过程中的“边干边学”行为。发达国家的创新通过技术扩散不仅直接影响到某一产业产品的生产，也会惠及到欠发达国家一般知识存量的增加，带来欠发达国家整个劳动生产率的提高，从而提高生产产品的种类数量和质量。这种技术扩散对生产率的提高作用是通过与产品生产转移相关的边干边学机制来实现的。具体来说，欠发达国家的模仿和生产转移活动作为企业的一种投资也具有溢出效应。模仿过程中不断采用的新技术为国内的技术以及劳动力提供了更多的学习机会，国内劳动者可以通过对这些新技术的学习，不断积累生产经验从而降低实际的单位劳动需求，提高生产效率。这种生产率的提高是一般知识存量积累的结果，意味着整个经济的技术水平的提高，能够进一步提高所生产产品的质量档次。伊顿和考图姆（Eaton and Kortum，1999）对OECD国家的经验检验证实了这一点。在他们的检验结果中，由技术进步引致的生产率的上升并不是来自于国内，而是来源于国外，说明技术的扩散对本国生产力的提高具有显著作用。

技术扩散对生产率的提高作用又与产品的模仿和转移程度密切相关。欠发达国家从发达国家转移来的产品种类数量越多，其通过模仿发达国家所能获得的经验积累也就越多。欠发达国家能够提供给发达国家的学习余地非常小，而发达国家则可以提供更多的学习机会，并且，技术差距越大，可以学习的东西越多，生产率增长的速度越快。欠发达国家可以通过扩散效应实现比发达国家更快的增长。这与阿尔文·扬（A.Young，1991）提出的边干边学效应是产品复杂程度的增函数，产品越复杂，干中学的余地也就越大的思想是一致的。也就是说，技术扩散越多，生产效率的提高程度越大，市场规模的升级程度也越大。

从以上欠发达国家的行为中可以看出，随着技术扩散过程中发达国家的不断创新以及欠发达国家的不断模仿和学习，两国生产和消费的产品范围都会扩大，会增加更多的高技术含量产品的生产，而减少低技术含量产品的生产，并且增加的产品多于放弃的产品。技术扩散会使得欠发达国家可消费的产品种类数量和质量都得到提高，市场规模升级，产业内贸易也增加。

3.3.3　技术扩散的渠道和方式

产业内贸易的增长依赖于技术扩散过程中欠发达国家对发达国家拥有的新产品和新技术的模仿和转移，因此，技术扩散的路径选择决定了产业内贸易增长的方式。本节进一步对欠发达国家技术扩散的渠道和方式问题，即对欠发达国家如何实现技术的模仿和产品的转移问题进行研究，以得到产业内贸易增长的方式。

关于技术扩散以及产品生产转移的渠道问题，一般的研究都认为存在3种最主要的渠道：①通过国际专利许可证制度（International License Contract），准许他国使用本国所拥有的工业产权或专利技术直接进行生产转移；②通过国际贸易，对包含中间产品和较高技术含量的资本设备进行进口，实现技术的转移；③通过外商直接投资（简称FDI），在海外直接设立工厂进行产品生产转移。国际专利许可证制度适用于企业在海外建立生产机构时成本较高昂的情况，随着国际贸易壁垒的降低，采用这种渠道进行的技术转移越来越少。国际贸易和外商直接投资成为发达国家向欠发达国家进行技术扩散和技术转移的主要渠道。

通过国际贸易实现的技术扩散和转移主要是指进口包含先进技术的中间产品和具有较高技术含量的资本设备，以间接获得其中的技术。也就是说，本国进口国外的关键产品和设备进行组装生产，在使用过程中摸索、了解和吸收国外先进的知识和技术窍门，逐步掌握生产这些中间产品的能力，使产品的国产化率不断提高。同时，采用这些先进的机器设备进行生产往往需要一系列新的操作和技巧维护，这会对国内的劳动力提出更高的要求，进而促进国内劳动技能的积累以及人力资本的形成。只要进口这些中间产品的成本小于它的机会成本（包括产品研发成本），那么通过中间产品获取知识和技术就是有利可图的，就能够带来本国生产产品技术含量的提高。科和赫尔普曼（Coe and Helpman，1995）最先证明了进口贸易在国际技术扩散中的重要性。他们以双边进口数据作为权数，根据存在国际技术溢出的回归方程，对22个工业化国家的国内、国外研发投入与全要素生产率的关系进行了估计。结果显示：相对于拥有较低技术和知识的国家而言，国际技术溢出与进口产品成分密切相关，一国从高技术和高知识国家的进口越多，其国内生产率的上升也就越多。科等（Coe et al.，1997）对77个工业化程度相对较高的欠发达国家的经验检验也得出了类似的结论，这些国家的全要素生产率与来自工业化国家的机械设备的进口显著正相关。

跨国公司进行的对外直接投资则是欠发达国家进行以模仿和转移为特征的技术扩散所采取的最普遍和最重要的渠道。这些投资的进入不仅能够通过弥补资金缺口促进欠发达国家的经济发展，其在欠发达国家建立子公司和加工基地也是实现技术扩散，带来生产效率的增长的重要手段。道格拉斯（Douglas，1960）在对外商直接投资的福利分析中，首次将技术的溢出效应视为对外直接投资的一个重要现象。卡维斯（Caves，1974）则最早对这种技术的溢出效应进行了计量研究。他通过对澳大利亚1969年产业层面数据的分析发现，当地企业的生产率与行业内的外资份额正相关，由此认为，外商直接投资在澳大利亚制造业中产生了正面溢出效应。此后，大量的实证研究都证明了外商直接投资具有较强的溢出效应，是技术扩散的最主要渠道。尤其是跨国公司对欠发达国家的直接投资，目前已经成为东道国最重要的技术进步动力。

外商直接投资一般可以分为垂直一体化投资和水平一体化投资两种。垂直一体化投资中的跨国公司将生产经营活动的各个阶段分散于不同国家，而水平一体化投资中的跨国公司则在很多国家重复从事技术水平大致相当的活动。水平一体化投资更多地发生在经济发展水平和市场规模相似的发达国家之间。跨国公司对欠发达国家的技术扩散主要以垂直投资为主。具体表现在以下几个方面：

（1）垂直型跨国公司一般会在总部和海外子公司之间实行纵向分工，将不同的生产环节或工序分配到具有不同生产成本的国家或地区进行，从而实现国际产业转移。当代国际贸易的特点之一是产品的增值链加长，即一种产品的生产可能包括几个国家的共同参与。设在母国的总部和工厂从事产业链中关键的产业环节，一般是知识密集型产品的生产活动；海外子公司则往往从事产业链中增值相对较低的劳动密集型和资本密集型活动。处于较低层次生产阶段的海外子公司会从其母公司或其他子公司进口包含新技术和新知识的零部件或中间产品，进行加工或组装后再出口到母公司或其他子公司，由此产生了同一产业内不同产品之间的垂直产业内贸易。并且，在跨国公司生产转移的过程中，随着子公司引入新技术使得其生产技术水平得到提高，跨国公司转移过来的新产品的种类和技术含量也将不断提高，子公司生产的产品种类和质量档次升级。赫尔普曼和克鲁格曼（1985），马库森和维纳布尔斯（2000）等都曾分析过跨国公司的这种垂直一体化投资行为，指出母公司对外垂直投资将使得母公司与子公司之间的贸易以产业内贸易的形式出现。不过他们并没有考虑到跨国公司活动的技术溢出效应，因此对产业内贸易模式的分析是静态的。

（2）跨国公司通过技术示范、市场竞争以及企业间的前后向关联等方式促进新技术的扩散。跨国公司的投资不仅局限于其子公司，还会对一些内资企业进行技术扶植，通过OEM、ODM等贴牌的方式进行生产合作，采购其产品进入其全球生产系统，使其达到所需的技术标准，提升了内资企业的技术水平。跨国公司的进入也向国内企业展示了新的技术工艺及其盈利性。位于子公司上、下游的国内企业通过与跨国公司的联系可以模仿和使用跨国公司的创新技术，雇用经跨国公司培训的员工，以增强竞争，提高生产率，促进本地企业新技术的引进和使用。此外，其他的国内企业通过吸收外商直接投资引进先进技术和设备，更新改造传统工业，扩大了新产品的生产能力，促进产品的更新换代。跨国公司的母公司每一次将创新转移给其子公司时，这些溢出效应就会发生。随着跨国公司活动的增加，技术转移的数量也增加。跨国公司的技术创新加速了国际间的技术转移与扩散，促使各国的相对技术优势发生变化，并能够不断提升产业结构的高度，促使本国原有产业在结构升级中整合和转移。

当然，在现实中，国际贸易和外商直接投资带来的技术扩散和转移会受到各国及地区间吸收和利用先进技术的能力以及技术壁垒等条件的制约，需要一定程度的本地化努力。王和布罗思托姆（Wang and Blomstrom，1992）建立了一个内生增长模型说明外商直接投资的技术扩散效应直接决定于东道国的吸收能力，东道国企业的学习努力会促使跨国公司提高技术引入的速度。伯伦斯坦等（Borensztein et al.，1998）也指出，外商直接投资并不一定对当地企业形成技术扩散效应，会受到本国经济对外资企业技术扩散吸收能力的影响，而东道国的人力资本存量对其吸收能力的大小起着决定性作用。阿西莫格鲁和瑞立波蒂（Acemoglu and Zilibotti，1999）的研究则表明，发达国家的技术是由熟练劳动力使用的，当技术转移到欠发达国家的时候，技术是由非熟练劳动力使用的。技术和劳动之间的这种不匹配会导致技术转移的失败。因而，选择适宜的技术结构是技术转移的关键，其基本原则在于保持技术结构和要素禀赋结构之间的一致性。可见，在吸收外商直接投资进行技术扩散过程中，一方面需要加强本国的人力资源水平，提高学习和吸收能力；另一方面需要选择适宜的技术水平进行技术转移，这样才能提高新技术和新知识转移发生的可能性。