产业内贸易：中国实证研究与演进机制分析

技术扩散的演进机制建立在对发达国家已有先进技术的模仿和学习基础之上。尽管通过这种模仿和学习可以不断缩小欠发达国家与发达国家之间的技术差距，提高生产产品的质量档次，但仅仅依靠简单的引进和模仿并不能完全消除技术差距，并且，给欠发达国家带来的经济效益也是有限的。事实上，对于开放经济下的欠发达国家来说，一个完整的技术进步过程应该是以引进技术为起点的“引进—模仿—创新”的过程，要想最终赶超发达国家，实现真正的可持续增长，还必须依靠自主的技术创新。

技术创新同技术进步一样也是一个比较广义的概念，对于何为技术创新，国内外创新经济学家有着不同的理解。例如，Freeman（1982、1997）认为，技术创新是指新产品、新过程、新系统和新服务的首次商业性转化。Mayers和Marquis （1969）指出，技术创新是一个复杂的过程，从新思想和新概念开始，通过不断解决各种问题，最终使一个有经济价值和社会价值的新项目得到实际的成功应用。Edquist（1997）认为，创新通常是“现有元素的新组合“（new combination of existing elements），创新的出现与科学的可能性、知识的产生与扩散密不可分，也与各种知识“转化”为新产品和新工艺的过程息息相关。但是，这种转化绝对不是简单的线性模型，而是具有多种特征的、复杂的反馈机制和科学、技术、学习、生产、政策和需求相互作用的一种过程。

Edquist关于技术创新的概念基本上沿袭熊彼特（Schumpeter，1942）的“创造性破坏”（creative destruction）思想，而本书所指的技术创新概念也沿袭了这一思想。熊彼特认为，自从工业革命以来，在发达经济中发生的巨大物质福利增长的重要特征是变化与创新。这种创新并不是天上掉下的馅饼；相反，它是由人类创造的，是企业为追求垄断利润而进行的一种活动，并且创新的过程是一个创造性破坏过程，其结果表现为新产品一旦开发出来，旧的产品不再获得垄断利润，将会退出产品市场。

熊彼特意义上的技术创新作为技术进步的一种方式，其实质上也是要素报酬递增的过程。这种技术创新对产业内贸易的演进机制可以简单概括为：技术创新→市场规模升级→产业内贸易增加。具体表现在：本国企业为取得垄断利润而进行的有意识的研究与开发活动能够持续地提高本国产品的技术水平和劳动生产率，增加产品种类和改善产品的质量，带来市场规模的升级，并且形成高技术产品的内生比较优势。其中，与技术扩散导致的市场规模升级不同的是，技术创新不仅能够带来产品种类数量的增加和产品质量的提高，而且这些新产品往往是具有国际技术领先水平的产品，能够占领更多的高端产品市场，在进行贸易时更具有国际竞争力。

将技术创新通过市场规模升级而促进产业内贸易演进的机制如图3.3所示：

图3.3　“技术创新——产业内贸易增加”演进机制

3.4.1　基本模型

本书在3.2节中曾经指出，20世纪50年代，以Solow（1956）和Swan（1956）为主要代表的经济学家证明了技术进步是经济增长的引擎，而进入到20世纪80年代，以Romer（1987、1990）、Grossman和Helpman（1991）以及Aghion和Howitt （1992）为主要代表的经济学家又开始了将技术创新引入内生经济增长理论的研究，试图将技术进步内生化，从技术创新的角度来解释经济增长的原因。

Romer（1987、1990）认为，企业进行研发投资就是为了通过技术创新而获取产品市场上的垄断利润，他把创新与经济增长的关系公式化，其形式可表述为：创新→垄断→报酬递增→不完全竞争。在Romer的理论模型中有3个部门：最终产品部门、中间产品部门和研究开发部门（研发部门），研究开发部门通过研究得到新的技术，并将其申请专利，然后把专利卖给中间产品部门，中间产品部门作为一个垄断者生产出资本品并将其出售给最终产品部门，最后由许多完全竞争的最终产品部门生产出最终产品。中间产品部门获取垄断利润，研发部门获取专利套利（专利价格）。一国经济是由研发部门和中间产品部门为追求长期垄断利润而进行的技术创新来实现和维持长期增长的。

Grossman和Helpman（1991a、1991b）把技术进步分别视为中间投入品数量的增加和中间投入品质量的提高，构造出不完全竞争一般均衡模型，将技术进步内生化。在（1991a）一文中，他们提出，技术进步决定中间产品种类的增加，而中间产品种类投入的多寡直接影响经济增长，即新产品的产生导致生产率的增长。由于该模型强调中间产品种类的增加，因此被称为横向产品创新模型。在（1991b）的模型中，他们提出，每一种产品的质量都可以被无限次地提高，每次质量的提高都会使该产品的服务水平得到一次离散型的跳跃，即同一产业的产品存在一个离散型的质量阶梯。当市场结构是不完全竞争型时，生产现行产品的企业得到全部的垄断利润。而潜在的投资者则能预见到这种盈利的机会，并将预见的盈利与研究开发新产品的成本进行比较。一旦潜在投资者的研发获得成功，能够将产品沿着质量阶梯提高一级，则这个潜在的投资者将取代现行生产者，成为新的垄断利润获得者。现行生产的产品也会被这个具有更高质量阶梯的产品所代替。由此，企业的技术水平不断提高，产品的质量档次也不断提高。

Aghion和Howitt（1992）则从熊彼特一直强调的创造性毁灭角度把技术创新内生化，他们强调产品质量的改进，因此被称为纵向产品创新模型。他们认为，增长是由一系列随机的质量改进（垂直创新）带来的，而这些创新本身是来自于研发活动。企业家竞相推出下一代产品，每一次研究的成功都在目标行业的“质量阶梯”上迈进了一步。企业用大部分产出进行研发投入以便在行业内保持技术的暂时领先从而获取准租金。但他们在进行投资决策时，已经意识到他们的创新将被未来的创新所取代。

Grossman和Helpman、Aghion和Howitt的理论都认为创新产品既可能是最终消费品也可能是中间产品，如果创新是中间产品，那么创新就能带来生产最终产品部门全要素生产率的提高，增长就表现为最终产品质量的增加。而且，创新总是由有前瞻眼光的企业家有意识地进行研发投资造成的。一方面这种新产品的生产者获得了垄断利润作为其先期研发投入的回报，但是它不能完全获得其研究所带来的收益，否则对技术投资的过程将趋于收益递减；另一方面，技术创新带来了不能完全由创新者独占的收益，那将使得下一代的研究者能够比其前一代的研究者有更低的研究成本，故而内生技术创新能够继续进行，从而推动生产率和经济不断地增长。

本节的模型借鉴Grossman和Helpman（1991b）的产品质量升级的内生经济增长模型，将其模型进行简化，以说明自主研发投入增加型的技术创新如何导致产品质量的升级，进而实现市场规模和贸易产品结构的升级。其中，这种市场规模的升级不仅体现在多样性产品种类数量的增加和产品质量的升级上，而且体现在对具有技术领先水平的更高质量产品市场的占领上。

假定经济中有若干个产业，每个产业中包含技术创新的新产品和没有技术创新的老产品之间形成竞争，每出现一次创新，该产业的生产现状便被提升一级。由此，随着创新的不断增加，同一产业中产品的质量不断升级，并且这些新产品代表了该产业的最高技术水平。

对于代表性家庭的消费者行为，其跨时域的效用函数与3.2.1节一样，仍然采用不变替代弹性效用函数的形式。与3.2.1节的模型不同的是，由于每个产业中的多样性产品按照其技术水平的不同在质量上存在垂直差异，即存在质量阶梯，因此代表性家庭的瞬时效用变为：

其中，qm（j）表示无差异产品系列j中在时点t上第m代产品的质量阶梯，产品的质量阶梯越高，给消费者带来的效用也就越大。xmt（j）表示对质量阶梯为m的产品的消费量。

假设每一代新产品所包含的技术水平（或所提供的效用）均为上一代产品所包含技术水平（或所提供的效用）的λ倍（其中λ＞1），并且在时点τ＝0的技术水平最低处的产品拥有一个单位的技术含量（或效用水平），则有qm（j）＝λqm－1（j）＝λmq0（j）＝λm。参数λ既代表了技术创新的幅度，又代表了产品的质量升级指数。

对于生产者的行为，与3.2.1节的模型一样，仍然假定新产品的设计开发和生产所需的唯一初始投入是劳动，并且某一特定的技术使得在时点t上的边际生产成本等于工资水平ω（t）。对于存在质量阶梯时垄断企业的定价，格罗斯曼和赫尔普曼用一个技术领先者和技术追随者之间的伯特兰德－纳什均衡策略来给出。假定每个部门中有技术领先者和技术追随者两个企业，技术追随者按照边际成本等于边际收益将其产品定价为ω，这是使其获得非负利润的最低价格。技术领先者的产品质量是追随者的λ倍，当其将产品定价略微低于λω时，消费者对跟随者所生产的低质量产品的需求为零，领先者将占领全部的市场份额，获得最大的垄断利润。因此，当产品在质量上存在垂直差异时，技术领先者会采用限制定价策略，以保证市场上只有自己一个垄断者，从而获得全部的消费需求，此时的垄断价格为：

由于经济体系中没有货币工具，也假设不存在储蓄，因此可以选择适当的价格标准，使得对每一时点上技术领先者的名义消费总支出保持为常数1，即px＝λωx＝1，则此时技术领先者的垄断利润为：

然而技术创新并不是技术领先者的专利，前一时段的技术追随者为了争取下一时段的市场份额会进行技术创新。当技术创新的幅度达到使其产品的技术水平超过现有领先者的技术水平时，就将现有产品的质量提高了一个阶梯，该追随者成为下一时段的技术领先者。

在本节的模型中，产品质量的升级是离散跳跃型的，因此可以用技术创新的频率，即产品质量升级的频率用来衡量多样性产品种类数量的增加。频率越高，产品质量升级的次数越多，具有领先技术水平的多样性产品种类数量也就越多。假设技术追随者产品质量升级发生的频率为γ，则其在时段dt中能够生产出γdt个带有技术创新的质量升级产品。技术创新由追随者的研发活动带来，所以追随者在时段dt内投入LN个生产率为A（λ）的单位劳动力用于研究与开发，可以得到γdt个质量升级的新产品。即对于追随者的研发生产有γdt＝A（λ）LNdt，整理得到：

与资本积累机制模型不同的是这里的劳动生产率Aλ不再是外生给定而是由技术创新的幅度λ内生决定，并且有A′（λ）＞0，A″（λ）＞0。(www.xing528.com)

技术追随者进行研发活动的成本为（ωLN）dt，为企业带来的价值为（vA LN）dt，垄断的市场结构要求二者相等，因此有：

整个劳动力市场的出清条件为：

令V＝1／v，表示经济中资产价值的倒数，则由式（3.39）、式（3.40）以及式（3.36）的垄断定价公式可以得到整理后的劳动力市场出清条件，为：

如果研发获得成功，技术追随者将取代原来的领先者而获得π＝1－1／λ的垄断利润，这一利润一直持续到该种产品的下一次质量升级发生为止。因此，某一时段的技术领先者将面临下一时段被技术追随者赶上的威胁，其预期收益中应当减去追随者技术创新成功造成的预期损失。所以，存在技术创新时的资本市场的均衡条件为：

当所有收入都用于消费，没有储蓄时，名义利率等于主观贴现率，即r＝ρ。将式（3.37）代入式（3.42），并替换掉名义利率，得到企业的资产价值决定方程，即资本市场的出清条件，为：，进一步得到：

式（3.41）和式（3.44）两个关于产品质量升级频率γ和资产价值V的微分方程描述了本国技术领先产品的种类数量随着经济体系中其他参数的变化而变化的动态演进过程。在模型的稳定状态下，经济达到动态均衡，资产市场的价值将保持不变，即 ＝0。此时，得到产品质量升级的频率为：

式（3.45）即为本节模型得出的结果。从式（3.45）的均衡条件方程式中可以看出，一国长期内产品质量升级的频率，即具有领先技术水平的产品种类数量与该国的技术创新幅度λ、劳动力供给L以及研发部门的劳动生产率A（λ）有关。技术创新幅度越大，劳动力供给越多，劳动生产率越高，产品质量升级的频率就越高，本国拥有的技术领先产品的种类数量也越多。其中，技术创新的幅度由经济系统内生决定，企业对其大小的选择会使得技术创新带来的边际收益刚好等于边际成本的增加^[4]。劳动生产率由技术创新幅度决定，是技术创新幅度的增函数。

3.4.2　模型的经济意义分析

在上述技术创新与市场规模升级的模型中，技术创新是本国生产的技术领先水平的产品种类数量增加的根本原因，也是决定产业内贸易增长的原因之一。

按照熊彼特的创造性破坏思想，技术创新表现为一种旨在获取垄断租金的行为，它同时造成原有创新者或原有技术领先者的垄断租金的消失。即新产品的产生伴随着旧产品的被淘汰。因此，技术创新使得每个国家的每个企业生产出的新产品都是独一无二的技术领先产品。又由于生产中规模经济的存在，每个国家只出口本国企业所研发出来的独一无二的产品，同时进口其他国家技术领先的独一无二的产品，而不会再花费巨大的成本来生产每一种新产品。这种贸易模式产生的基础与克鲁格曼、迪克西特和诺曼等人的水平差异产品的静态产业内贸易模型相同，贸易都是为解决生产中的规模经济与消费者对每种多样性产品的需求矛盾而产生的，贸易模式为产业内贸易模式。不同的是，静态模型中的固定成本是生产总成本的一个部分，是外生的；而在本书的模型中，固定成本是企业进行技术创新所必须支付的研发费用，是内生的。企业对垄断利润的追求促使技术创新不断进行，不断进行的技术创新又为新产品的出现提供了持续的动力。由此，利用这个动态化的产业内贸易模型就可以解释技术创新带来的产业内贸易的长期增长。

从模型中可以看出，每个国家在长期中的产业内贸易量是根据每一时点上该国企业所研发出来的具有领先技术水平的新产品的种类数量而演进的。而新产品种类数量的增加又取决于企业技术创新的幅度、创新幅度决定的劳动生产率以及劳动力的总供给数量这3个变量。首先，技术创新幅度的增加使得企业下一次技术创新所能够获得的垄断利润流的现值增加，提高了企业进行研发活动的边际收益，激励企业进行下一次的创新。因此，当技术创新是企业为了获得垄断利润而有目的进行研发活动的结果时，技术创新幅度的增加能够增加新产品创新的频率，进而增加本国拥有的新产品的种类数量。其次，技术创新不仅使技术追随者成为新产品的垄断生产者，还将提高企业研发部门的劳动生产率，从而进一步提高产品的质量。许多学者通过实证检验表明了研发投入引起的技术创新对生产率有显著的正影响，特别是从产业层面上肯定了研发投入对生产率增长的重要性。最后，劳动力供给数量的增加也能够激励企业进行创新。因为劳动力的增加可以降低劳动力的工资，既提高了研发活动的边际收益又降低了研发活动的边际成本，垄断利润流的现值增加。可见，本国的技术创新能够不断增加本国具有领先技术水平产品的数量，实现市场规模的升级。

本节的模型还揭示了技术创新对于产品质量升级的作用，为欠发达国家赶超发达国家提供了一种可能性。发达国家对已有技术存在一定的生产经验，对于新技术的初始应用反而不如已有技术那么有效率。而欠发达国家作为技术的追随者，更愿意采用初始效率不高但预期盈利较大的新技术来生产具有领先技术水平的新产品。由此，欠发达国家利用新技术的潜在优势，能够生产出具有最先进技术的产品，有可能赶上甚至超过原来技术领先的发达国家。

当然，本节的模型建立在严格的知识溢出的假定之下，假设知识是全球共享的，新知识和新技术能够很方便地在国际间流动。本国的研发部门可以对由外国企业生产的产品进行创新，改善其质量。这个较强的假设条件在一定程度上限制了模型的解释能力。

3.4.3　技术创新的渠道和方式

技术创新实质上是使用技术创新资源进行知识的积累和创造过程，研究和开发、技术引进、技术改造、消化吸收等方面的投入都是重要的技术创新资源。对这些技术创新资源进行分类，可以得到技术创新资源的3个来源，即企业获得技术创新的3个主要渠道：一是企业的自主研发投入；二是企业与高等院校、科研机构以及其他企业和用户的科研合作；三是政府提供的研发投入。

自主进行的研究和开发投入是企业进行技术创新的基本保证，是技术创新的重要渠道之一。目前，世界研发总支出的96%是由发达国家进行的。从研发经费占产品销售收入的比重看，在以企业为技术创新主体的发达国家，其企业的研发投入一般占其销售额的3%左右，高技术企业对研发经费的投入占其销售额的5%以上，而世界500强的企业一般要占5%～10%。美国是世界上研究与开发投入最多的国家，这项支出从1985年的1 160亿美元增长到2005年的3 200亿美元，几乎翻了一番，占到其国内生产总值的2.6%。并且在当今世界领先的50项最高技术中，美国就占44项，日本仅占1项，其余为欧盟所拥有。正是由于美国在技术创新的研究与开发领域走在了世界的前列，美国经济因而保持着世界经济火车头的地位。

技术创新不仅需要企业内部的研发活动，即内部的创新资源，也需要与企业外部加强合作，包括与高等院校、科研机构、其他企业和用户的合作联系。高等院校和科研机构作为科技、人才的聚集地，是推进技术创新、催生原创成果的重要来源。尤其对于欠发达国家，企业的自主创新能力整体来说还比较薄弱，在这种情况下，高等院校和科研机构作为知识创新的主体，在发现和探索新领域、创造和扩散新知识、培养和造就科学创新人才方面具有不可替代的作用。

此外，政府的科技投入也是产生技术创新的渠道之一。技术创新具有较强的外部性，特别是许多基础科研项目，社会效益大大高于私人收益。企业付出的技术创新成本在很多情况下难以得到充分的补偿，以致缺乏参与此类活动的动力。此时就需要政府通过直接参与或变革相应的制度，鼓励和帮助企业展开技术创新。各国的经验证明，即使在极为发达的市场经济条件下，政府在推动区域产业科技创新上依然发挥着重要作用。美国2005年的财政预算申请要求提供1 320亿美元进行研发投资，也就是说，可自由支配的财政支出中有13.5%分配给了国家进行研究与开发。日本也对进行技术创新的企业实行包括财政补贴、税收优惠和贷款优惠三大政策的经济资助政策。这些都能够帮助企业更好地进行技术创新。