基础研究是否推动我国先进制造技术向国际前沿收敛
——基于追赶阶段与技术子领域差异的分析

李 林, 杨晓宇, 何建洪

(重庆邮电大学 经济管理学院, 重庆 400065)

摘 要:为探究加速我国先进制造技术差距收敛的有效途径,以技术追赶过程的阶段性和先进制造技术不同子领域的结构化差异为切入点进行实证研究,揭示基础研究在先进制造技术追赶过程中的作用机制。研究发现:相较于追赶阶段,基础研究在后追赶阶段显著促进我国先进制造技术差距收敛;基础研究知识成果产出吸引企业进行研发活动,推动我国先进制造技术差距收敛。进一步讨论发现,先进制造技术结构化特征影响基础研究对技术差距收敛的促进作用。因此,在后追赶阶段,准确把握技术追赶阶段变迁带来的机会窗口,强化基础研究是推动我国先进制造技术向国际前沿收敛的必要手段。

关键词:基础研究;先进制造技术;国际前沿收敛;后追赶阶段;技术差距

Whether Basic Research Will Promote China's Advanced Manufacturing Technology to the International Frontier:Analysis Based on the Differences of Catch-up Phase and Technology Subdomain

Li Lin, Yang Xiaoyu, He Jianhong

(School of Economics and Management, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065,China)

AbstractAdvanced manufacturing technology is an important distribution field of "neck" technology in China. Its technology upgrading and catch-up are important contents of innovation strategy in China. China's technological development level has entered the post catch-up stage, and the diminishing marginal benefits of late development advantages and the technological blockade of developed countries limit the development of advanced manufacturing technology in China. It has become an important issue to find an effective way to break through the "technology catch-up trap" of advanced manufacturing at present. Advanced manufacturing technology has the characteristics of complex track, long development cycle, high uncertainty in the process of industrialization and strong dependence on new knowledge. By analyzing the technical characteristics of the dependence on cutting-edge knowledge in the process of advanced manufacturing technology breakthrough, we can explore the possible path to narrow advanced manufacturing technology gap between China and technology frontier is in basic research. However, due to the imbalance of technology development in the different sub fields of advanced manufacturing technology and the different stages of technology catch-up in China as a late developing country, it deserves further exploration if there are stage differences in the role of basic research vertically and whether there are structural differences horizontally . Therefore, it is of great significance to analyze the convergence of the technology gap between China's advanced manufacturing technology and developed countries based on the impact of basic research, which can enrich China's technology catch-up theory in the post catch-up stage and explore the key ways to upgrade advanced manufacturing technology.

According to the three-level system of American Academy of Mechanical Sciences, advanced manufacturing technology is divided into 11 technical sub fields. This paper collects the data of 11 technical sub fields of advanced manufacturing technology patents and scientific and technological papers from major developed industrial countries in the world from 1994 to 2019 in Derwent Innovations Index (DII) and Web of Science, based on which an econometric model is constructed and the intermediary role of R&D enterprises is introduced and the effect of basic research in catch-up stage and post catch-up stageis compared. Furthermore, the dominant technology comparative advantage is introduced as the variable of technology attributes of sub fields to discuss the influence of technology domain structural differences on the effect of basic research in convergence of technology gap.

The results show that basic research is an important factor affecting the convergence of China's advanced manufacturing technology to the international frontier in the post catch-up stage. It has a significant positive impact on the convergence of technology gap, which is more significant than that in the catch-up stage. Furthermore, the structural characteristics of advanced manufacturing technology affect the role of basic research in the convergence of China's advanced manufacturing technology gap. Compared with the technology sub field without dominant technology comparative advantage, basic research in the sub field with dominant technology comparative advantage has a more significant impact on the technology gap.

Based on the stages of the catch-up process of advanced manufacturing technology and the structural differences in technical sub fields, this paper studies the impact and mechanism of basic research on the convergence of China's advanced manufacturing technology to the international frontier under the new situation of post catch-up stage, and looks for the opportunity space for basic research. The research results of this paper provide policy suggestions for the development of advanced manufacturing technology in China. First of all, the government should pay more attention to and invest in basic research and establish a good industry-university research model. Second, the government should grasp the opportunity for advanced manufacturing technology to catch up with stage changes and adjust the allocation of resources in time. Third, the government should vigorously support R&D enterprises and create a policy environment conducive to innovation. Furthermore, this paper verifies the existence of the role of basic research in advanced manufacturing technology catch-up and the constraints of catch-up cycle and technical attributes, which provides a new situation for the technology catch-up theory of late developing economies and is a useful supplement to the technology catch-up theory.

Key Words:Basic Research; Advanced Manufacturing Technology; the International Frontier; Post-Catch-Up Stage; Technology Gap

收稿日期:2021-06-21

修回日期:2021-08-01

基金项目:国家社会科学基金面上项目(18BGL039)

作者简介:李林(1969-),男,四川安岳人,博士,重庆邮电大学经济管理学院教授、硕士生导师,研究方向为技术经济与管理;杨晓宇(1996-),女,四川遂宁人,重庆邮电大学经济管理学院硕士研究生,研究方向为技术经济与管理;何建洪(1973-),男,重庆长寿人,博士,重庆邮电大学经济管理学院教授、硕士生导师,研究方向为技术经济与管理。本文通讯作者:杨晓宇。

DOI10.6049/kjjbydc.2021060511

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

中图分类号:F124.3

文献标识码:A

文章编号:1001-7348(2022)11-0010-11

0 引言

先进制造技术是第四次工业革命的基石,也是我国“卡脖子”技术重要分布领域。从技术追赶视角看,先进制造技术不同子领域演进轨道、迭代速度存在高度不确定性,为中国企业应用后发优势和技术轨道演变带来创新范式转变,进而实现技术升级与追赶提供了重要场景[1]。在过去相当长的一段时期内,推动先进制造技术升级与后发追赶是我国实施创新驱动战略转型的重要内容,尤其是在国际产业链分工中,面对西方发达国家的技术封锁和限制,我国先进制造技术领域呈现“低端锁定”效应。因此,探讨先进制造技术跨越“最后一公里”的决定性因素,寻找避免陷入“技术追赶陷阱”的可能策略是学者关注的重点议题。当前研究主要从两个方面展开:一是从技术自身属性视角出发,以先进制造技术轨道变迁、产业化过程高度不确定性为前提[2],研究技术差距收敛对内生资源和外部政策干预的依赖性[3];二是从技术追赶过程视角出发,解析长周期情境下强化基础研究[4]、加大高校科研投入[5]、支持企业布局高梯级技术[6]路径,探寻企业跳出“技术追赶陷阱”的可能策略。

从技术属性角度看,先进制造技术在技术升级过程中对基础知识的依赖性较强,领域内知识重组、再利用和新知识创造能有效促进技术创新[7]。学研机构知识产出,尤其是与研发企业在应用基础研究上的合作有助于企业了解前沿技术的科学原理,摆脱原有技术学习路径,实现自主创新[8]。在高新技术产业中,破除企业、研究机构和高校之间的知识交流阻碍,建立良好的知识共享体系有利于促进产业技术升级与转型[9]。本文通过解析先进制造技术突破对前沿知识的依赖性特征,将其跳出“技术追赶陷阱”的可能路径锁定为基础研究。基础研究本质上是一种公共资源,具有风险大、投入高、产出低等特征,政府在基础研究投入体系中占据较强的主导地位。我国在推动高新技术产业升级过程中构建出一套以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的创新发展战略,以此推动基础研究成果公开化和普惠化,但同时也带来“强数量,轻质量”及基础研究投入过度集中等问题。由此可见,政府过度干预企业创新活动反而起不到预期效果[10]。从技术追赶角度讨论,在整个技术追赶进程中,企业作为技术创新主体,其研发活动有助于推动后发国家实现技术追赶(卢日行等,2021)。在技术应用和实验阶段,企业资源配置效率较高,加大企业研发投入、加强知识产权管控均有助于提高企业研发积极性,为企业营造良好的技术创新氛围,从而加快企业技术追赶[11]。综上所述,当前研究或专注于先进制造技术本身,探讨技术领域内部资源对技术创新的影响,并给出不同情境下先进制造技术实现技术追赶的策略选择;或解析外部因素如政府引导和研发活动在企业摆脱先进技术追赶陷阱过程中所发挥的作用,针对先进制造技术独立子领域技术属性和技术发展作用效果的研究较少。

值得注意的是,由于后发经济体技术追赶具有显著的阶段性特征[12],因此多重驱动因素在不同时域内的互动可能导致先进制造技术差距收敛存在高度因果模糊性与不对称性,如高效的规模化战略[13]、广阔的市场资源[14]、较低的知识产权保护壁垒和技术学习成本[15]等后发优势在追赶阶段亦会带来显著的边际收益。在后追赶阶段,由于面临尖端技术难以习得[16]、后发优势边际效益递减[17]、前沿国家技术限制等窘境[18],市场环境、政策干预和基础研究等因素的作用效果仍不明确。基础研究推动先进制造技术收敛在时间序列上是否存在阶段性差异?这种推动作用在先进制造不同子领域是否存在结构化特征?上述问题需要展开进一步探讨。基于此,本文构建先进制造技术差距收敛模型,探讨基础研究对先进制造不同追赶阶段、不同技术子领域技术差距收敛影响的潜在效果和作用机理,以寻找在我国先进制造技术差距收敛过程中基础研究投入的机会窗口和最优路径。

1 理论基础与研究假设

1.1 我国先进制造技术追赶的阶段性特征

后发国家技术追赶进程存在显著的阶段性特征,后发国家利用后发优势,通过规模化战略形成产品市场竞争力,跟随先发国家技术路径快速缩短技术距离,这一过程被称为技术追赶阶段[19]。随着后发优势边际效益递减、先发国家知识产权保护壁垒增加、先进制造技术向后发国家转移[20]等,导致后发国家技术学习门槛进一步提高。当后发国家技术发展到一定程度时,其技术引进策略受到限制,技术发展进程进入后追赶阶段[21]。后追赶阶段的主要特征体现为技术追赶速度放缓,即与先发国家的技术差距达到一定区间后呈现稳定发展态势[22]。此时,虽然后发国家技术水平趋近技术前沿,但仍无法跨越经济赶超的“最后一公里”(黄鲁成等,2015)。作为先进制造领域起步较晚的后发国家,我国先进制造领域的技术追赶在历史进程和发展内涵上呈现较强的阶段性特征,因此挖掘技术追赶阶段向后追赶阶段变迁蕴含的技术赶超机会,是避免陷入“技术引进陷阱”的重要途径(卢昕等,2021)。

1.2 基础研究与我国先进制造技术差距收敛

在技术追赶阶段,我国先进制造企业为规避研发风险、降低研发成本并迅速追赶先进技术,更倾向于通过技术引进策略实现知识与技术能力的快速积累[23]。在这一过程中,特定技术领域内的知识资源存量足、流动性强,对新知识、前沿学科的依赖性较弱。在企业层面,过度关注基础研究无法在短期内推动技术距离收敛,甚至还有可能制约技术发展。随着我国先进制造技术发展步入后追赶阶段,后发优势减弱、技术壁垒增加和先进制造技术的特殊性,导致领域内部分前沿知识和先进技术无法通过技术学习获得且对前沿知识成果的依赖性增强,而强化基础研究成为实现技术追赶的可能路径。

首先,基础研究作为知识生产部门的重要活动,影响先进制造技术差距收敛。部分知识成果与应用技术的距离较近。例如,正是因为对半导体的基础研究才发现了晶体管具有放大效应,由此推动了半导体技术发展(林苞等,2013)。这类基础研究产出在技术突变频发的先进制造领域引导和助推新兴技术轨道变迁、新技术范式建立,甚至能直接产出新技术[24]。其次,基础研究能提高先进制造企业学习能力和吸收能力[25],有助于解析先发国家在特定技术领域内的隐性知识,推动隐性知识向显性知识转化,助力后发国家高效嵌入全球知识网络,通过搭便车行为吸收先发国家的知识产出[26],降低技术学习门槛。再次,基础研究能够推动先进制造产业高质量人力资源集聚[27-28],帮助先进制造产业迅速找到应用研究的最佳方向[29],以应对可能出现的机会窗口。

基于上述分析可知,基础研究在推动我国先进制造技术差距收敛过程中作用显著。在后追赶阶段,基础研究是促进我国先进制造技术向国际前沿收敛的可能途径;而在追赶阶段,这一策略的作用效果相对疲软。据此,本文提出以下假设:

H1:基础研究在推动我国先进制造技术向国际前沿收敛过程中起促进作用。

H2:基础研究在追赶阶段对我国先进制造技术向国际前沿收敛的促进作用相对较弱,而在后追赶阶段作用比较显著。

1.3 研发企业的中介效应

先进制造技术领域内的研发企业是指在已有知识基础上从事强有力研发活动,对技术进行改造、整合进而产生新技术的企业[30],主要包括先进制造产品链上的应用技术生产部门。作为研发活动的直接参与方,研发企业将基础研究的知识成果产出进一步转化为技术产出,推动技术不断进步,进而影响先进制造技术差距收敛。这一技术影响机制从两个方面体现:第一,丰富的知识资源为企业创新活动提供技术机会,使区域内开展研发活动的企业数量越来越多[31]。延伸到技术领域,领域内基础研究成果吸引更多企业进行研发活动以获得先发技术优势并抢占行业领先地位(柳卸林等,2017)。第二,将先进制造技术子领域看作一个整体,领域内研发企业数量增加有助于推动基础研究成果迅速向技术产出转化[32],进而影响先进制造技术差距收敛。

由此可见,无论是在追赶阶段还是后追赶阶段,基于基础研究产生的知识成果在技术领域内开展研发活动均能有效促进技术产出,进而推动我国先进制造技术向技术前沿收敛。据此,本文提出如下假设:

H3:研发企业数量与基础研究正相关,其是基础研究与我国先进制造技术差距收敛的中介变量。

H4:研发企业数量在追赶阶段和后追赶阶段对我国先进制造技术向国际前沿追赶的促进作用均比较显著。

2 研究设计

2.1 模型设定

本文构建概念模型,如图1所示。以我国与国际前沿的技术差距作为被解释变量、基础研究作为核心解释变量设定计量模型。考虑到研发企业数量的中介作用,依次构建3个回归模型。

(1)

(2)

(3)

其中,it分别表示技术子领域和年份;TECHGAPit代表因变量技术差距;KIit代表主要解释变量基础研究;Nit指技术子领域研发企业数量;为控制变量集合;ui为技术子领域固定效应,vt为时间固定效应,εit为误差项。

图1 概念模型
Fig.1 Conceptual model

2.2 数据与变量测量

2.2.1 数据收集与处理

先进制造技术体系庞大,内部技术子领域繁杂。根据美国机械科学研究院的三层次体系,将先进制造技术划分为11类技术子领域。本文数据来源于德温特(DII)创新索引数据库、世界科技论文权威数据库WOS核心合集,收集1994-2019年主要发达工业国家先进制造技术专利和科技论文数据,根据相关技术文献确定专利检索策略,见表1。

2.2.2 变量测度

(1)被解释变量:技术差距。技术差距衡量方式多样,虽然全要素生产率从经济角度给予一定的解释[33-34],但不能准确反映先进制造技术创新产出[35]。专利数据是衡量技术领域创新产出的常用指标,能够直接反映技术创新能力且已得到学者充分广泛论证[36]。因此,本文沿用这一做法,用专利产出衡量技术差距。

图2列举了我国与7个主要工业发达国家先进制造技术发明专利授权量对比结果。从专利授权量看,中国、美国和日本在大部分先进制造技术领域都具备领先优势。德国专利授权量总数较少,但在微纳制造、企业资源计划及工业机器人等子领域实力较强,尤其是在微纳制造领域排名靠前。以往学者常用专利授权量衡量一个国家的技术实力[37-38],本文借鉴这一做法,将美国、日本和德国先进制造领域技术水平视为国际技术前沿,选取每千万人口发明专利授权量作为技术产出衡量指标,计算我国与国际前沿的技术差距(卢昕等,2021)。计算公式如下:

(4)

其中,TECHGAPit代表第ti技术领域我国与国际前沿技术水平之间的差距;PATait代表第ti技术领域我国每千万人口发明专利授权量;PATbit代表第ti技术领域国际前沿每千万人口平均发明专利授权量。TECHGAPit值越大,说明我国先进制造技术与前沿技术差距越大;反之,说明我国先进制造技术水平越接近技术前沿。

由表2可知,我国与主要工业国家先进制造技术差距呈动态缩小趋势,这与用全要素生产率作为技术差距衡量指标的分析结果一致[39]。值得注意的是,在技术追赶初期阶段,我国先进制造技术整体水平仅占前沿技术水平的1/10甚至更低,且这一阶段技术差距变动剧烈,处于技术快速追赶阶段。2004年以后,我国先进制造技术水平占前沿技术水平的1/5-1/2,技术差距平滑缩小,追赶速度放缓,并迈入缓慢靠近的后追赶阶段[7],图3技术差距收敛趋势验证了这一点。因此,本文将1994-2004年设定为先进制造技术追赶阶段,将2004-2019年设定为先进制造技术后追赶阶段。

(2)解释变量:基础研究。本文采用WOS核心数据库中我国科研机构(主要指高校)发表的科技论文数作为基础研究衡量指标,1994-2019年我国先进制造技术各领域基础研究水平见图4。其中,基础研究领域技术最强的是工业机器人,微纳制造技术地位不高。

表1 先进制造技术专利检索策略
Tab.1 Advanced manufacturing technology patent retrieval strategy

技术子领域检索策略技术关键词1.微纳制造TS= (electron beam lithography OR DRIE)电子束光刻技术、反应离子刻蚀技术2.高速加工TS= (High speed machining technology OR high-speed operation roller bearing OR High-speed cutting cutter)高速切削加工机床技术、超高速轴承技术、高速切削刀具3.材料受迫成形TS= (Precision casting OR Investment casting OR er metallurgy OR Precision Forging Forming OR Polymer injection compression molding OR fused deposi-tion modeling OR FDM)精密铸造、精密粉末冶金、精密锻造成形、高分子材料注塑、熔融沉积成形4.增材制造TS= (3D bio-print OR three dimensions bio-print OR bio* print* OR bio-print OR bio-logical rapid prototype OR biological rapid prototype OR bio addi-tive manufacture OR bio digital fabrication OR bio digital manufacture)光固化成形、叠层实体制造、选择性激光烧结、三维印刷成形5.计算机辅助设计TS= (Interaction Techniques OR Device Stage OR Graphic transformation technology OR Geometric modeling technology)交互技术、图形变换技术、几何造型技术6.超精密加工TS= (Ultra precision machine tool technology OR Technology of Precision Measurement OR Solid abrasive machining OR traditional free abrasive OR Ion beam Machining OR Laser beam machining)超精密加工机床技术、精密测量技术、固体磨料加工技术、游离磨料加工技术、离子束加工技术、激光束加工技术7.再制造TS= (Re-manufacturing technology OR Laser cleaning OR Green cleaning technology)再制造技术、激光清洗技术、绿色清洗技术8.数控机床TS= (numerical control system OR CNC OR DNC OR NC System OR Servo-drive OR Z Driver OR Main drive system)数控系统、伺服驱动、主传动系统9.工业机器人TS= (mechanical arm OR Grabbing Technology OR Multi-agent system OR MAS OR Touch Identity OR Robot reliability OR control system)机械臂、抓取技术、多智能体系统、触觉识别、机器人可靠性、控制系统10.企业资源计划TS= (Object oriented technology OR Software component technology OR Mul-tiple database integration OR graphical user interface OR EDI)面向对象技术、软构件技术、多数据库集成、图形用户界面、电子数据交换11.仿生制造TS= (Bionic Manufacturing OR Intelligent bionic machine OR Bio forming manufacturing OR Bionics Design OR Bio-genetic manufacturing OR Bio-manu-facturing)生物组织与结构仿生、生物遗传制造、生物成形技术

图2 我国与7个主要工业发达国家先进制造技术发明专利授权量对比
Fig.2 Comparison of patent authorization of advanced manufacturing technology invention between China and seven major industrial developed countries

表2 2019年我国与国际前沿技术差距测算结果
Tab.2 Calculation results of the gap between China's and international cutting-edge technologies in 2019

子领域年份技术差距微纳制造20196.068高速加工20191.085材料受迫20190.679增材制造20191.994计算机辅助设计20192.220超精密加工20192.256再制造20190.622数控机床20190.946工业机器人20191.838企业资源计划20193.417仿生制造20192.281

图3 1994-2019年我国先进制造技术部分子领域技术差距变化趋势
Fig.3 Change trend of technology gap in some sub fields of advanced manufacturing technology in China from 1994 to 2019

图4 1994-2019年我国先进制造技术各领域基础研究水平
Fig.4 Basic research level in sub fields of advanced manufacturing technology in China from 1994 to 2019

(3)中介变量:研发企业数量。由于技术子领域研发企业数据缺失,故本文采用技术领域专利发明权人数量作为代理变量[40]。在搜集专利权人数据后,根据第一专利权人属性进行清洗,剔除高校、科研院所、个人及外资企业控股子公司,最后获得先进制造技术特定子领域参与研发活动的企业数。

(4)控制变量:①研究年限:采用“面板数据当年—技术子领域萌芽时间”作为代理变量;②前沿创新:跨国技术差距收敛需同时考虑国内外影响技术产出的重要因素,因此采用国际前沿技术子领域每年的科技论文数作为前沿创新的代理变量。

上述指标的详细说明见表3。

表3 变量定义
Tab.3 Variable Definitions

变量类型变量名称符号变量定义因变量技术差距TECHGAPitTECHGAPit=PATbitPATait自变量基础研究KIit我国先进制造技术子领域每年的科技论文数中介变量研发企业数量Nit我国先进制造技术子领域参与研发活动的企业数量控制变量研究年限AGE面板数据当年-我国技术子领域萌芽时间前沿创新Q国际前沿先进制造技术子领域每年的科技论文数

3 实证检验

3.1 描述性统计

本文以我国先进制造技术11个子领域1994-2019年的面板数据为样本进行实证研究,各变量描述性统计结果见表4。从中可见,各变量标准差、偏度均在正常范围内。进一步,在进行标准化和自然对数处理后发现,所有变量的方差膨胀因子(VIF)均小于 10,说明变量之间不存在多重共线性问题。

表4 变量描述性统计结果
Tab.4 Descriptive statistical results of variables

变量NMEANSDMINMAXLnTECHGAPit2862.3171.0670.2235.529LnKIit2864.7032.1600.00010.267LnNit2862.9122.0070.0009.401LnAGE2862.7030.7100.0003.806LnQ2861.8640.2970.9592.429

3.2 实证结果

3.2.1 全阶段分析

本文中介效应检验结果见表5。模型1检验解释变量基础研究对被解释变量技术差距的影响,结果发现基础研究系数显著为负,表明随着基础研究的增强,我国先进制造技术与国际前沿技术差距缩小,H1得到验证。模型2检验解释变量基础研究对中介变量研发企业数量的影响,结果发现在1%水平上显著为正,表明领域内基础研究越强,从事研发活动的企业数量越多。模型3结果显示,研发企业数量和基础研究系数均显著为负,但对比模型1发现,基础研究系数显著性下降。这说明,研发企业数量在基础研究和先进制造技术差距之间存在部分中介效应,H3得到验证。

3.2.2 追赶阶段分析

由于技术追赶全阶段整体分析效果显著,因此进一步对追赶阶段和后追赶阶段进行实证检验,追赶阶段效应分析结果见表6。从中可见,模型1基础研究在5%水平上负向影响技术差距,表明追赶阶段基础研究对我国先进制造技术差距收敛的影响相对较弱。原因在于,在追赶阶段我国后发优势强劲,基础研究实力和企业自主创新意愿较弱,技术进步较多依赖于外部知识资源。模型2结果显示,基础研究在1%水平上正向影响研发企业数量。模型3结果显示,基础研究和研发企业在1%水平上显著负向影响技术差距,再次证明领域内研发企业数量在基础研究与技术差距关系中存在中介效应,H3得到验证。

表5 我国先进制造技术追赶全阶段分析结果
Tab.5 Analysis results of the whole stage of China's advanced manufacturing technology catching-up

变量模型1技术差距模型2研发企业数量模型3技术差距基础研究-0.497 9***0.484 3***-0.307 7***(0.061 4)(0.074 6)(0.058 9)研发企业数量-0.392 6***(0.048 0)控制变量是是是时间效应是是是行业效应是是是项2.251 4**1.632 5*2.892 4***(0.996 6)(1.210 3)(0.881 4)R20.668 20.610 50.743 6

注:括号内为 t 值,******分别表示统计量在 10%、5%和 1%水平下显著,下同

表6 我国先进制造技术追赶阶段分析结果
Tab.6 Analysis results of catch-up stage of advanced manufacturing technology in China

变量模型1技术差距模型2研发企业数量模型3技术差距基础研究-0.171 5**0.355 3***-0.329 8***(0.069 2)(0.080 3)(0.074 3)研发企业数量-0.453 1***(0.151 7)控制变量是是是时间效应是是是行业效应是是是常数项3.322 2**4.606 5**1.270 6(1.319 0)(1.578 9)(1.461 9)R20.612 50.485 90.495 9

3.2.3 后追赶阶段分析

后追赶阶段实证检验结果见表7。由模型1可知,基础研究在1%水平上显著负向影响技术差距。这说明,在后追赶阶段基础研究对我国先进制造技术差距收敛有显著影响,促进我国先进制造技术向国际前沿靠拢。模型2和3检验研发企业数量的中介效应,结果显示基础研究在1%水平上正向影响研发企业数量,基础研究和研发企业数量在1%水平上负向影响技术差距。与表6模型1比较发现,表7模型1显示在后追赶阶段基础研究对技术差距的影响系数更大,显著性更好。这说明,基础研究对技术差距收敛的影响存在阶段性特征,相较于追赶阶段,基础研究在后追赶阶段的作用更加显著,H2得到验证。这很好地验证了先进制造技术差距收敛 “最后一公里”对基础研究的依赖性,丰富了以往关于基础研究与技术差距收敛关系的结论。结合表6和表7模型3可知,研发企业在追赶阶段和后追赶阶段均具有良好的中介效应,表明领域内研发企业对基础研究成果的吸收能促进次生知识产出,推动基础研究成果向前沿技术转化,H4得到验证。

表7 我国先进制造技术后追赶阶段分析结果
Tab.7 Analysis results of post catch-up stage of advanced manufacturing technology in China

变量模型1技术差距模型2研发企业数量模型3技术差距基础研究-0.617 4***0.182 3***-0.558 1***(0.082 0)(0.104 4)(0.075 6)研发企业数量-0.325 4***(0.056 3)控制变量是是是时间效应是是是行业效应是是是常数项6.509 6***-1.666 1***5.967 4***(0.469 3)(0.597 4)(0.438 6)R20.833 90.738 20.862 4

3.3 稳健性检验

本文通过计算我国与美、日、德三国之间的技术差距,分样本分析后追赶阶段基础研究与技术差距之间的关系,以国内技术产出作为新的因变量,讨论基础研究在后追赶阶段的作用。结果显示,基础研究在后追赶阶段对我国先进制造技术差距收敛具有显著正向影响,且研发企业数量发挥中介作用,证明本文研究结论具有一定的稳健性。

3.4 进一步讨论

从技术属性角度讨论11个技术子领域差异,即利用先进制造技术的结构化特征识别出我国先进制造技术升级与追赶的最优情境。我国先进制造技术结构化特征表现为技术子领域的结构优势差异。结构优势用RTA指数(显性技术比较优势指数)识别(黄永春等,2017),计算公式为:

(5)

在式(5)中,t代表研究年限;j代表国别;id代表先进制造领域11个技术子领域的显性技术,通过全球范围内先进制造技术子领域发明专利IPC高频率主分类号进行识别;Pidjt表示jid技术领域t时期的发明专利授权量;∑idPidjt表示j国11个技术子领域显性技术t时期的发明专利授权总量;∑jPidjt表示中、美、日、德id技术领域t时期的发明专利授权量;∑idjPidjt表示4国11个技术子领域显性技术t时期的专利授权总量。当RTA指数大于1时,说明该国技术领域显性技术相较于国际技术前沿而言具有比较优势;反之,当RTA指数小于1时,说明该领域显性技术国际竞争力较弱。

通过计算我国先进制造11个技术子领域的结构优势(RTA),根据后追赶阶段RTA值大小将我国先进制造技术子领域划分为两个子样本:具有结构化优势(RTA>1)和不具有结构优势(RTA<1),见图5和图6。对比两图可知,在后追赶阶段11个技术子领域在技术属性上存在两方面差异。其中,在横向上,不同技术子领域显性技术比较优势差异较大,部分子领域长期处于显性技术比较优势落后状态;在纵向上,同一技术子领域在不同时期呈现动态变化特征。

通过前文分析可知,微纳制造、企业资源计划、超精密加工、仿生制造等技术子领域与前沿技术差距较大,再制造、数控机床、材料受迫成形、高速加工领域技术接近国际技术前沿。观察图5和图6可知,前者显性技术比较优势处于低端位置,后者显性技术比较优势较强。由此可见,先进制造技术结构化特征即技术子领域差异有可能影响技术差距收敛效果。

图5 我国先进制造技术子领域结构优势(RTA<1)
Fig.5 Structural advantages of China's advanced manufacturing technology sub field (RTA < 1)

图6 我国先进制造技术子领域结构优势(RTA>1)
Fig.6 Structural advantages of China's advanced manufacturing technology sub field (RTA > 1)

注:基础研究对技术差距的影响在后追赶阶段更显著,因此本文基于技术子领域差异分析考虑后追赶阶段

根据结构比较优势,将我国先进制造技术子领域划分为RTA>1和RTA<1两组,对两个子样本进行实证检验,进一步讨论先进制造技术子领域差异对基础研究与技术差距收敛关系的影响,结果见表8。从中可见,相较于RTA<1的子样本, 在RTA>1的子样本中,基础研究对技术差距收敛的影响系数更大,模型拟合效果更好。这说明,在具备结构优势的子领域进行基础研究对技术差距收敛的作用更加显著。

4 结论与讨论

4.1 研究结论

本文基于技术追赶视角,探究基础研究在我国先进制造技术差距收敛中的关键作用,以先进制造11个技术子领域作为研究对象,构建技术差距收敛影响机制模型并进行实证检验。研究发现:在先进制造技术追赶过程中,基础研究是助力技术差距收敛、摆脱产业链低端锁定的重要推手,这与现有技术追赶理论具有一致性。然而,与以往研究不同之处在于,本文以技术追赶过程的阶段性和先进制造技术不同子领域的结构化差异为切入点,基于研发企业数量的中介效应,探讨在我国先进制造技术追赶过程中基础研究在不同技术子领域及不同技术追赶阶段对技术差距收敛的差异化影响效果,以及造成这种差异的内在原因和外在表现,从而得出以下结论:

表8 后追赶阶段结构优势对技术子领域差距收敛的影响结果
Tab.8 Influence of structural advantage in the post catch-up stage on the convergence of technology gap in sub fields

变量RTA>1模型1技术差距模型2研发企业数量模型3技术差距RTA<1模型4技术差距模型5研发企业数量模型6技术差距基础研究-0.662 1***0.324 2***-0.549 8***-0.530 5***0.190 6*-0.488 1***(0.116 9)(0.142 0)(0.111 8)(0.106 2)(0.103 6)(0.104 3)研发企业数量-0.346 2***-0.221 9***(0.099 8)(0.082 6)控制变量是是是是是是时间效应是是是是是是行业效应是是是是是是常数项5.418 1***-2.544 9***4.537 0***6.790 7***-0.234 06.738 7***(0.541 2)(0.657 3)(0.556 8)(0.668 1)(0.777 1)(0.648 9)R20.925 60.911 50.938 80.783 80.626 20.798 2

(1)从较长视域看,我国先进制造技术追赶进程包括追赶阶段和后追赶阶段。基础研究作用效果存在阶段性特征:在先进制造技术追赶阶段,我国在固定技术轨道速度竞赛中呈落后态势,相较于利用外部丰富的知识资源进行技术学习,自主基础研究投入回报较低,还有可能导致企业自主研发困难、成长速度放缓甚至威胁企业生存与发展,制约我国先进制造技术进步。在先进制造技术后追赶阶段,面对国外先进技术封锁与限制,将技术发展战略转向国内自主研发尤其是基础研究上来,因此基础研究是促进后发国家在后追赶阶段实现技术水平赶超的重要手段,也是提升技术领域内自主研发实力、驱动外围隐性知识吸收、助推技术轨道变迁的关键。这一结论与李维安等(2021)得出的在高技术产业升级过程中政府投入起重要促进作用的结论一致。他们认为,在技术追赶阶段向技术升级阶段变迁过程中,国内基础研究投入较少导致高技术产业陷入技术锁定。该研究肯定了基础研究在技术追赶和升级过程中的重要作用,但未进一步讨论基础研究在技术追赶阶段的作用机制。基于此,本研究通过实证分析揭示基础研究对先进制造技术差距收敛的作用机制,进一步引入研发企业的中介效应,讨论基础研究作用机制及其分阶段效果差异。研究发现:基础研究在我国先进制造技术向国际前沿收敛过程中起促进作用,基础研究产出的知识成果经由领域内研发企业吸收产生次生知识,助推企业技术升级,进一步缩短企业技术差距。这一作用机制在后追赶阶段为我国先进制造技术转化带来机会窗口,能够避免陷入“技术追赶陷阱”。

(2)企业研发活动作为基础研究产出向技术成果转化的重要推动力量,现有研究认为企业作为技术创新主体对后发国家技术追赶起关键作用[41]。本文在此基础上讨论研发企业作为技术创新生态系统的技术生产部门,能够吸收知识生产部门产出的基础性研究成果,进而实现技术创新。技术领域内的研发企业在整个技术追赶过程中发挥显著中介效应,其主要通过对现有技术的改进、调整和组合,将成熟技术转化为自身优势技术,不断驱动技术演变,进而实现先进制造技术差距收敛。

(3)先进制造技术结构化特征影响我国先进制造技术差距收敛,基础研究的作用效果在不同子领域有所不同。已有研究发现先进制造技术子领域技术发展呈现出非均衡状态,不同行业不同领域分化明显,部分子领域创新动力不足[42],但讨论技术子领域发展不均衡受外部资源环境及技术自身属性影响的研究较少。本研究挖掘先进制造技术子领域的结构化差异,以显性技术比较优势作为切入点进行实证分析,讨论基础研究在不同技术子领域的作用效果差异,寻求政府通过基础研究投入实现先进制造技术追赶的最优情境。研究发现:在后追赶阶段,在具有显性技术比较优势的先进制造技术子领域进行强有力的基础研究能更好地实现对国际前沿技术的追赶。因此,在模块化全球技术布局中,应优先掌握先进制造领域显性技术,助力后发经济体率先进入新技术轨道。

本文创新之处在于:以技术追赶进程的阶段性和先进制造技术不同子领域的结构化差异为切入点,探讨不同追赶阶段基础研究对先进制造不同子领域技术差距收敛的影响,验证了先进制造技术追赶过程中基础研究的作用以及追赶周期与技术属性的双重约束,为后发经济体技术追赶提供了新情境,对技术追赶理论是一个有益的补充。

4.2 对策建议

基于以上研究,本文提出如下对策建议:

(1)重视基础研究投入,建立良好的产学研模式。基础研究是后发经济体实现技术追赶的关键路径。尤其是进入后追赶阶段,基础研究作为实现技术突破的重要知识来源,能够解决前沿知识供给不足的问题。我国作为先进制造技术后发国家,应该布局强有力的基础研究。一方面,应通过加大自主研发投入,引入顶尖科技人才,培养一批高质量科研人才队伍;另一方面,应构建良好的产学研合作模式,保障人才交流无障碍,并完善我国科技创新管理体系,推动先进制造技术升级。

(2)把握先进制造技术追赶阶段变迁的机会窗口,及时调整资源配置。在不同追赶阶段,由于知识基础和外部环境不同,各阶段驱动因素也不同。为规避技术追赶变迁过程中因传统固化倾向所导致的技术陷阱,政府需要及时调整资源配置,助力先进制造技术轨道不连续转换,把握技术突破机会窗口。在技术追赶初期阶段,应大力支持对外技术学习,利用后发优势实现技术飞速发展。当进入到技术追赶平稳阶段后,政府要大力支持基础研究和自主研发。在资源配置方面,应将资源重点投放在先进制造显性技术领域,推动技术升级。

(3)大力扶持研发企业,营造有利于创新的政策环境。研发企业作为技术创新链上的重要一环,是推动技术升级、实现技术追赶的中坚力量。政府应构建良好的科研生态系统,布局政府支持、科研机构创新、研发企业产出这样一个完整的技术创新生态链,使其在大学基础研究与工业技术研发之间发挥战略“纽带”作用。在加大前沿科学知识投入、强化基础研究的同时,还应实现“源头”和“过程”并重。一方面,通过税收减免等政策营造良好的社会创新环境,提高研发企业创新积极性;另一方面,通过完善知识产权保护政策规范创新环境,解决企业后顾之忧,推动企业投入到高质量技术研究中来。

4.3 不足与展望

本文不足之处在于:第一,引入显性技术比较优势分析先进制造技术子领域差异,讨论后追赶阶段技术子领域差异对基础研究作用效果的影响。未来可采用其它维度指标进行分析,补充技术领域差异对基础研究和先进制造技术差距收敛的作用,寻找强化基础研究的最优情境。第二,本文创造性地将基础研究和先进制造技术差距收敛纳入不同阶段进行分析,取得了较好的研究结果,未来可继续探索共性技术收敛是否存在一定的门槛值。

参考文献:

[1] HILBOLLING S, BERENDS H, DEKEN F, et al. Sustaining complement quality for digital product platforms: a case study of the philips hue ecosystem[J]. Journal of Product Innovation Management, 2020, 38(1):21-48.

[2] DEL GIUDICE M, SCUOTTO V, PAPA A, et al. A self-tuning model for smart manufacturing SMEs: effects on digital innovation[J]. Journal of Product Innovation Management, 2020, 38(1):68-89.

[3] BERTONI F,MARTI J,REVERTE C.The impact of government-supported participative loans on the growth of entrepreneurial ventures[J].Research Policy, 2018, 48(1):371-384.

[4] WATTS A D, HAMILTON R D. Scientific foundation, patents, and new product introductions of biotechnology and pharmaceutical firms[J]. R&D Management, 2013, 43(5):433-446.

[5] SILVA D M, LUCAS L O, VONORTAS N S. Internal barriers to innovation and university-industry cooperation among technology-based SMEs in Brazil[J]. Industry and Innovation, 2019,27(3):235-263.

[6] 冯灵,余翔.我国高铁破坏性创新路径探析[J].科研管理,2015,36(10):77-84.

[7] 陈静,曾德明,欧阳晓平.知识重组能力与高新技术企业绩效——冗余资源与创新开放度的调节效应分析[J].管理工程学报,2021,35(3):23-33.

[8] 张艺,陈凯华,朱桂龙.产学研合作与后发国家创新主体能力演变——以中国高铁产业为例[J].科学学研究,2018,36(10):1896-1913.

[9] 雷璇,马文聪,颜坤,等.韩国政府出资研究机构的发展历程及对我国的启示[J].科技管理研究,2020,40(13):120-127.

[10] 陈强远,林思彤,张醒.中国技术创新激励政策:激励了数量还是质量[J].中国工业经济,2020,37(4):79-96.

[11] 王进富,李嘉辉,张颖颖,等.政府资助波动、技术市场发展程度与国有企业R&D投入[J].科技进步与对策,2021,38(10):28-35.

[12] SHIN J S. Dynamic catch-up strategy, capability expansion and changing windows of opportunity in the memory industry[J]. Research Policy, 2017, 46(2):404-416.

[13] HU M C. Technological innovation capabilities in the thin film transistor-liquid crystal display industries of Japan, Korea, and Taiwan,China[J]. Research Policy, 2012, 41(3):541-555.

[14] 江鸿,吕铁.政企能力共演化与复杂产品系统集成能力提升-我国高速列车产业技术追赶的纵向案例研究[J].管理世界,2019,35(5):106-125,199.

[15] CORSI C,PRENCIPE A. High-tech entrepreneurial firms' innovation in different institutional settings. do venture capital and private equity have complementary or substitute effects [J]. Industry & Innovation, 2019, 26(9):1023-1074.

[16] 范黎波,郑建明,江琳.技术差距、技术扩散与收敛效应:来自134个国家技术成就指数的证据[J].中国工业经济,2008,25(9):69-76.

[17] LEE K, MALERBA F. Catch-up cycles and changes in industrial leadership: windows of opportunity and responses of firms and countries in the evolution of sectoral systems[J]. Research Policy, 2017, 46(2):338-351.

[18] VAN T E, CARVALHO L, DITTRICH K. Beyond the joint-venture: knowledge sourcing in Chinese automotive events[J]. Industry & Innovation, 2018,25(4):389-407.

[19] 陆明涛,袁富华,张平.经济增长的结构性冲击与增长效率:国际比较的启示[J].世界经济,2016,39(1):24-51.

[20] 李金华.中国建设制造强国进程中前沿技术的发展现实与路径[J].吉林大学社会科学学报,2019,59(2):5-19,219.

[21] 黄先海,宋学印.准前沿经济体的技术进步路径及动力转换——从“追赶导向”到“竞争导向”[J].中国社会科学,2017(6):60-79,206-207.

[22] 王志勇,党晓玲,刘长利,等.颠覆性技术的基本特征与国外研究的主要做法[J].国防科技,2015,36(3):14-17,22.

[23] WEI J, SUN C, WANG Q, et al. The critical role of the institution-led market in the technological catch-up of emerging market enterprises: evidence from Chinese enterprises[J]. R&D Management, 2020, 50(4):478-493.

[24] CASSIMAN B, VEUGELERS R, ARTS S. Mind the gap: capturing value from basic research through combining mobile inventors and partnerships[J]. Research Policy, 2018, 47(9):1811-1824.

[25] 徐晓丹,柳卸林.大企业为什么要重视基础研究[J].科学学与科学技术管理,2020,41(9):3-19.

[26] MCADAM R, MCADAM M, BROWN V. Proof of concept processes in UK university technology transfer: an absorptive capacity perspective[J]. R&D Management, 2010, 39(2):192-210.

[27] KOO B S, LEE C Y. The moderating role of competence specialization in the effect of external R&D on innovative performance:competence specialization,external R&D, and innovative performance[J]. R&D Management, 2018, 49(4):574-594.

[28] 吴杨,张海峰,王有国.大学基础研究人力资源瓶颈问题的影响因素——基于Ordered Logit模型分析[J].公共管理学报,2012,9(4):74-80,126.

[29] SALTER A, MARTIN B R. The economic benefits of publicly funded basic research: a critical review[J]. Research Policy, 2001, 30(3): 509-532.

[30] KWON H U, PARK J. R&D, foreign ownership, and corporate groups:evidence from Japanese firms[J]. Research Policy, 2018, 47(2):428-439.

[31] 陈煜明,杨锐.知识禀赋、创新联结与地区R&D企业数量[J].管理学报,2015,12(10):1504-1510.

[32] XUDONG G. Approaching the technological innovation frontier: evidence from Chinese SOEs[J]. Industry and Innovation, 2019,26(1):100-120.

[33] HEIL S, BORNEMANN T. Creating shareholder value via collaborative innovation: the role of industry and resource alignment in knowledge exploration[J]. R&D Management, 2018, 48(4):394-409.

[34] WILLIAMS C, VRABIE A. Host country R&D determinants of MNE entry strategy: a study of ownership in the automobile industry[J]. Research Policy, 2018, 47(2):474-486.

[35] SONG M, PAN X, PAN X, et al. Influence of basic research investment on corporate performance: exploring the moderating effect of human capital structure[J]. Management Decision, 2019, 57(8):1839-1856.

[36] BERNARDES A T, ALBUQUERQUE E D. Cross-over, thresholds, and interactions between science and technology: lessons for less-developed countries[J]. Research Policy, 2003,32(5):865-885.

[37] 叶伟巍,梅亮,李文,等.协同创新的动态机制与激励政策——基于复杂系统理论视角[J].管理世界,2014,20(6):79-91.

[38] 龚斌.科技企业孵化器何以激活区域创新——风险投资与孵化基金的中介作用[J].科技进步与对策,2021,38(1):34-44.

[39] 陆剑,柳剑平,程时雄.我国与OECD主要国家工业行业技术差距的动态测度[J].世界经济,2014,37(9):25-52.

[40] 郭磊.多元知识探寻与后发企业技术创新——来自我国电信制造业的实证研究[J].科技进步与对策,2019,36(15):1-6.

[41] 成力为,郭园园.中国基础研究投资的严峻态势及投资强度影响因素的跨国分析[J].研究与发展管理,2016,28(5):63-70.

[42] 李林,杨锋林,何建洪.美、德、日、中先进制造技术优势的比较研究[J].情报杂志,2020,39(10):65-71,58.

(责任编辑:王敬敏)