中国工业R&D资本收益率和效率研究

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3.0 周伟光 2024-09-20 4 4 463.3KB 61 页 150积分

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硕士学位论文

摘要

R&D 活动在我国建设创新型社会的道路中发挥着越来越重要的作用，本文运

用 1999-2007 年中国分地区大中型工业企业的面板数据对我国省际工业企业的

R&D 资本收益率和 R&D 效率进行了实证研究。文章针对收益率和效率两者不同的

特性，选用了参数法中的回归分析法测算 R&D 资本收益率，运用了非参数法中的

数据包络分析法估算 R&D 生产效率。在 R&D 资本收益率的实证分析过程中，作者

尝试将 R&D 劳动投入和 R&D 资本投入区分开来，使 R&D 支出项不包括劳务费，得

到 R&D 劳动投入产出弹性的同时也消除了双重计算问题。在 R&D 效率的数据包络

分析方法中，不同于以往研究，本文尝试将生产性物质资本，劳动力等非 R&D

要素纳入到投入项中，得到的 R&D 效率为考虑了其他生产要素的全要素 R&D 生产

效率。

将 R&D 劳动投入从 R&D 资本投入中分离后的实证结果发现我国工业 R&D 资本

产出弹性仍显著为正，但略小于生产性物质资本产出弹性，这一结果和以往文献

的结论相符。将产出弹性转化为收益率后，R&D 资本收益率远远大于物质资本收

益率，其差值大于以往研究得到的结果，可见在除去 R&D 人员的劳务费后 R&D

资本的收益率得到了提升。同时结果中还发现 R&D 劳动投入的产出弹性趋于零甚

至为负。

使用数据包络分析法得到各省际间大中型工业企业的 R&D 全要素生产率结

果，发现各直辖市和东部沿海经济发达省份的 R&D 效率在全国保持领先水平，西

部经济相对落后省份的 R&D 效率总体处于较低的位置。但 R&D 投入总量和 R&D

效率并不一定成比例，江苏、山东的 R&D 效率就和其 R&D 投入大省的地位不相匹

配。海南省作为经济总量和 R&D 投入都不大的省份却保持领先全国的 R&D 效率，

这一特殊现象也值得关注，文章对其产生的原因也进行了分析。

关键词：R&D 产出弹性；R&D 收益率；回归分析法；R&D 效率；数据包络分析法

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ABSTRACT

Research and Development(R&D) activities play more and more important roles

in Chinese road of building an innovation-oriented society.In this paper, empirical

studies have been did to estimate the R&D return and efficiency using the panel date

from the Chinese above mediun-sized industrial enterprises in 1999-2007.As the

R&D return and efficiency have different characteristics,we select regression analysis

as the paramenter method to mearse R&D return rate and Data Envelopment

Analysis(DEA) as the non-parametric method to estimate the R&D efficiency.In the

empirical study for R&D return rate, we attempt to distinguish R&D labor input and

R&D capital input,as result,we can eliminate the double-counting problems and get

the elasticity of R&D labor input.In the DEA process for the R&D efficiency,we

attempt to put the physical capital,labor and other non-R&D elements into the

estimation,so we can get the result of total factor R&D efficiency.

After the separation of the R&D labor input from the R&D capital input,we can

find that Chinese industrial R&D capital elasticity is still significant,but it is slightly

less than the elasticity of productive physical capital.When we change the elasticity to

the return rate,we also can find that R&D capital return rate is much more than the

producitive physical capital return rate.

Using DEA to estimate the total factor productivity of R&D,we can get the

results as follows:the developed eastern coastal provinces stay ahead at the national

average level.However,the total quantity of R&D investment and R&D efficiency is

not necessarily proportional.

Key word: elasticity of R&D output; R&D return rate; Regression Analysis；R&D

efficiency; DEA

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III

第一章导论..................................................................................................................1

第一节选题背景..................................................................................................1

第三节研究思路和文章结构..............................................................................3

第四节研究方法..................................................................................................4

第五节本文可能创新之处..................................................................................4

第二章理论依据和研究综述......................................................................................6

第一节相关概念的界定......................................................................................6

第二节理论依据..................................................................................................8

第三节国内外相关研究的文献综述................................................................13

第三章模型设计........................................................................................................17

第一节 R&D 资本收益率的测算模型构建......................................................17

第二节 DEA 测算 R&D 效率模型的设定....................................................... 19

第四章研究设计........................................................................................................22

第一节 R&D 收益率测算的指标选取和数据处理..........................................22

第二节 R&D 效率测算的指标选定和数据获取..............................................25

第三节相关变量的总结和定义表....................................................................26

第五章 R&D 资本收益率的实证分析..................................................................... 29

第一节数据的统计分析....................................................................................29

第二节我国工业 R&D 资本收益率的实证分析.............................................32

第三节基于 DEA 方法的我国工业全要素 R&D 效率..................................37

第六章结论和建议....................................................................................................51

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第一节本文研究结论........................................................................................51

第二节讨论和启示............................................................................................52

第三节存在的问题和不足................................................................................53

第四节后继研究思路........................................................................................54

参考文献 ....................................................................................................................55

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第一章导论

第一节选题背景

R&D 作为科技创新活动的核心部分，在提高国家竞争力中发挥着越来越重

要的作用，我国政府在《2006-2020 国家中长期科学和技术发展纲要》中提出了

建设“创新型国家”的目标，并制定了到 2020 年全社会 R&D 投入占 GDP 的比重

提高到 2.5％以上的 R&D 投入目标以及相应的 R&D 产出目标。为此我国每年

R&D 投入有了大幅度增加，R&D 投入/GDP 比例在 2007 年为 1.49％，和国际

上其他有类似经历的发达国家作比较，我国正处于科技起飞（R&D 投入/国内生

产总值比率从 1％到 2％的过程）阶段，但是目前我国 R&D 产出效率与同期处

于科技起飞的发达国家相比相对偏低。

对于自主 R&D，国内的学者看法并不一致，一些学者主张吸引 FDI 带动国

外技术引进，以“市场换技术”（何洁，2000；潘文卿，2003）；一些学者还认为

R&D 生产违背了中国的比较优势，以技术模仿为主的战略政策才符合中国比较

优势的特点，因而不赞同 R&D 投入过快增长。但另一些学者研究发现 FDI 没有

促进我国技术水平的提升，张海洋（2005）运用中国 1999-2002 年34 个工业行

业的面板数据发现 FDI 给我国带来技术进步的大小很大程度上取决于我国本身

的技术消化能力，而这一能力又依赖于企业的 R&D 投资。其实，自主 R&D 早

已经成为了促进国家科技发展的最关键因素之一，各个国家和地区为了增加竞争

优势，都在不断的努力加大资本投入力度。我国的 R&D 投入逐年增大也早已是

不争的事实，然而 R&D 活动具有高投入性和高风险性的特征，况且 R&D 的成

功还会带来“创造性破坏”效应，不考虑 R&D 的效率，对 R&D 的投入一味的追

求越多越好的思路显然是有悖于现代 R&D 理论的。

由此可见，现阶段我们研究的重点不在于我国需不需要增加 R&D 的投入，

而是要研究其投入的有效性，以及其投入与产出之间的关系，或者说其投入带来

的收益率问题，归根结底既是要弄清 R&D 的效率问题。对于这一点，其实我国

国内学者也有所关注，但其方法各异，关注的角度各不相同，所取得的结论也各

异。正是基于这样的背景，本文选择了这个题目作为毕业设计的研究方向。

第二节理论意义和实用价值

改革开放 30 年来，中国经济快速增长，取得了举世瞩目的成就，其中技术

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进步是经济增长的强大推动力量，而研究与开发（R&D）又是技术进步的主要

来源。R&D 活动创造和积累知识，促进产品的创新和工业创新，推动了经济的

可持续发展。现阶段我国要坚持走中国特色自主创新道路，把增强自主创新能力

贯彻到现代化建设的各个方面，就必然要求我们加大 R&D 活动的投资力度。但

是，另一方面我们也必须看到，

R&D 投入的增加并不代表自主创新能力的增强，

现代 R&D 理论认为：R&D 投入并不是越多就对经济增长越有利。R&D 具有高

投入性和高风险性，只有赢得了 R&D 竞赛并且将成果成功投入市场的企业才能

说企业 R&D 投资是有效的。同时，即便 R&D 成功，也会产生“创造性破坏”效

应，旧的技术产品和市场将被淘汰，而这一过程不可避免的会对原有的经济造成

破坏。为此，在强调增强自主创新能力的时候，我们不能避免的要考虑 R&D 投

入的效率。

关于 R&D 效率的测度问题，自 20 世纪 50 年代以来，就有研究人员应用了

很多模型和方法来研究 R&D 效率，也取得了很多的进展。但与国外的研究相比，

还有较大的差距，存在诸多的局限性，该领域还存在很大的空间值得我们去进一

步探索和完善。本选题的理论意义和实用价值具体体现在以下几个方面：

首先本文数据立足于国内省际大中型工业企业，采集的数据较为完整并且准

确，在数据处理上也借鉴了以往各个文献中的长处和经验，对一些常见的问题进

行了完善。比如对 R&D 资本存量的计算方法上，避免了常见的双重计算问题，

在R&D 折旧率的选取，R&D 人员数目确定等问题上也进行了尽可能的科学，确

保实证分析的结果能够真实可靠，在此基础上，对 R&D 效率和收益率进行实证

分析。

接着本文在分析 R&D 效率的时候，尝试将参数分析方法和非参数分析方法

一起使用，这在以往的文献中是较少出现的。本文使用的参数分析方法主要是回

归分析方法，该方法将欲评估的产出项作为因变量，而多个投入项作为自变量，

分析得出各个投入量对于产出项的影响程度，而且通过方程变化还可以计算出

R&D 产出的收益率，即 R&D 收益率。这一方法不受人为主管因素的影响，具有

统计上的科学性和客观性，同时在解释应变量的变化上，可以了解各个变量的重

要程度。

同时，鉴于 R&D 产出的特殊性，本文还使用了非参数分析方法，这里主要

是使用数据包络分析（DEA）。数据包络分析方法和其他的评估方法相比较，它

结构简单，不需要明确决策单元的生产函数，不需要事先确定各个指标之间的可

比性，不需要事先确定各个指标之间的权重，能够较好的吻合 R&D 投入和产出

之间的关系，因而得到较可靠的 R&D 投入的相对效率。同时，以往的 DEA 分

析R&D 效率时，主要只讨论 R&D 的投入，而忽略了其他要素比如物质资本投

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入，劳动力投入等要素，因而得到的是部分要素 R&D 效率，在本文中希望在全

要素的框架下，对我国省级大中型企业的全要素 R&D 效率进行估算和分析，因

而得到的将是全要素 R&D 效率，这对开拓 R&D 效率的研究视野具有一定的理

论价值。

最后本文得到的实证分析的结果是各个省份之间的今年来的 R&D 收益率和

R&D 投资相对效率，这些结果有在时间上的纵向比较，也有空间上的横向比较，

为研究近几年各省 R&D 投入及其收益情况提供了素材，也为政府制定相关产业

政策以及改善我国工业 R&D 产出效率提供了可以借鉴的实证依据。

第三节研究思路和文章结构

本文的研究是对我国工业 R&D 投入在省级层面上进行一次收益率和效率上

的实证分析，对于 R&D 收益率使用了回归分析的方法得到结果，而对于效率分

析，选用了和 R&D 投入的特殊性相符合的 DEA 方法。在此实证分析结果的基

础上，分析各省结果的差别原因，提出对研究方法的相关改进，以及政策出台上

的相关建议。

本文的研究内容主要包括基础理论、模型构建和实证分析三大部分，在结构

上分六章来撰写：

第一章是导论，提出本文的研究背景，理论价值、实际意义，研究方法及创

新点。

第二章是理论依据和研究综述。介绍了 R&D 收益率和效率研究的基本理论

和模型，并且分析了国内外关于 R&D 收益率和效率研究上的历史和现状，并在

此基础上总结了以往文献在测度 R&D 效率方法上的特点和不足之处。

第三章是模型构建。在第二章的理论综述的基础上，对之前的相关研究的不

足之处加以改进，同时针对我国 R&D 投入产出的特点提出 R&D 投入产出的绩

效评价模型。在此评价模型中将分别涉及 R&D 的收益率以及 R&D 的效率，二

者从两个不同的角度对 R&D 和产出的绩效问题进行了回答，前者是绝对的收益

率大小，将对全国和分地区的各大中型工业企业的面板数据进行回归分析得到

R&D 资本的产出弹性，在通过方程的转化得到 R&D 资本的收益率。而后者是相

对的效率值，将通过数据包络分析法对各个省份的数据进行分析得到各省份历年

来的相对效率值。

第四章是本文的研究设计，数据的取得和说明介绍部分。本文根据实证方法

的不同，需要选取不同的研究对象、指标变量、数据参数等等，在本章中将一一

介绍并且介绍必要的数据处理方法。

第五章是实证分析，其中又可以细分为三个部分。

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首先分为描述性的统计分析部分。在这一部分中我们根据获取到的 R&D 和

产出相关数据对我国这些年来不同区域的 R&D 投入产出情况等进行统计和比

较，直观的数据统计结果有助于我们对其大概情况有所了解，并为下面进行的回

归分析和 DEA 分析做好铺垫。

其次，即 R&D 收益率的实证分析。在这一部分中使用了计量经济学中的回

归分析方法，对 30 个省份的 1999-2007 年①大中型工业企业的面板数据进行实证

分析，得到各个省份的 R&D 资本收益率，并根据测算结果进行聚类，对结果的

异同进行理论上的解释。

还有就是对 R&D 效率的实证分析。本部分对 R&D 效率的分析主要采用了

DEA 的分析方法，在关注 R&D 投入的同时也加入了各个省份大中型工业企业的

其他要素的投入情况，比如物质资本的投入和劳动力的投入，因而分析得到的是

全要素情况下的 R&D 相对效率。在本章的最后也将对此结果进行对比分析，寻

找理论上的原因。

第六章是对本文的研究内容进行总结和归纳，同时提出相关的政策建议。同

时在最后指出本文研究的限制和不足之处，为后继研究的开展提供些建议。

第四节研究方法

首先是文献调研法。通过对专业数据库、学术搜索引擎、专业期刊、学会网

站等多种信息渠道进行文献调研，尽量保证调研范围的全面性和及时性，深入了

解本文相关研究领域的研究进展情况，如 R&D 弹性测算的理论和方法，

DEA 测

算效率的理论、模型，在此基础上进行理论分析总结。

其次是统计分析法。本文对各省份大中型工业企业的研发资本投入、研发人

员数量、固定资本原值等社会经济指标进行了相关初步统计，描述了 R&D 活动

的概况，研究中所利用进行数据统计分析的为 EXCEL 自带的统计程序和

Eviews5.0。

第三为实证分析法。在模型构建的基础上，利用《中国统计年鉴》、《中国工

业经济统计年鉴》上发布的相关数据，对省际大中型工业企业的 R&D 投入产出

效率做实证分析和研究。

第五节本文可能创新之处

在以往的分析 R&D 和产出之间关系的文献中，都只是从单一方面或者角度

讨论 R&D 的产出弹性或者 R&D 的部分要素效率。本文将俩者统一起来进行分

①由于 2004 年的部分统计数据缺失，为保证本文实证分析结果的准确率和可信度，作者将 2004 年不纳入

研究的年份中，以后本文出现的 1999-2007 年无特殊说明均不包含 2004 年。

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析，能够更加全面的反应 R&D 和生产率之间的关系，得到的结果也更有理论意

义。

在R&D 收益率的分析方面，使用的数据是各省大中型企业的面板数据，而

不是单一的截面数据或者是时间序列数据。在数据处理上也注意到了 R&D 资本

估算中的双重计算问题，对于 R&D 资本投入也考虑到了作用延期的问题，因而

采用了更合理的 R&D 资本存量来代替 R&D 资本投入量这一流量来作为 R&D 的

投入。在数据更新和方法优化的情况下能更真实的反应 R&D 和生产率之间的关

系。同时，以往的研究中未考虑到 R&D 劳动投入的情况，将 R&D 劳动投入混

入了普通的劳动投入之中，而相对于 R&D 劳动投入的科技研发经费内部支出中

的劳务费一项却算入了 R&D 支出费用中，引起了回归的偏差。本文中单独增加

了R&D 劳动投入这一投入要素进行回归分析，一方面避免了上述问题，同时也

附带性的得到了 R&D 劳动投入产出弹性这一数据，为相关的 R&D 劳动投入和

产出之间的研究提供了有益的方法借鉴。

在用 DEA 法分析 R&D 相对效率上，本文不同于以往的文献多求得的是部

分要素 R&D 效率，本文构建全要素 R&D 效率估算框架，得到的是包括 R&D 投

入的全要素产出效率。同时，也考虑到了 R&D 效率评估的特点，由于 R&D 投

入和产出之间存在的时间差问题，本文也采用了 R&D 存量作为投入要素。

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第二章理论依据和研究综述

第一节相关概念的界定

一、研究与开发

研究与开发（Research and Development，以下简称 R&D）亦译“研究与发展”。

按照联合国教科文组织的规定，它是科技活动的三项主要内容之一（另两项是科

技教育与培训，科技服务）。联合国教科文组织对“研究与开发”下的定义是：“为

了增进已有的知识（包括有关人类，文化和社会的知识）并促进其应用和发展新

的应用而进行的系统的创造性工作。”“研究与开发”包括“研究”和“开发”两大部

分。“研究”是指科学研究，按照美国“全国科学基金会”给它下的定义是“为了对

所研究的专题获得更充分的知识而进行的系统的集约的研究。”科学研究可分为

“基础研究”和“应用研究”两大类。基础研究主要是为了取得有关现象和可观察到

的事实的根本原理的新知识，而不考虑其有否特别或具体的应用，因此属于探索

和发现未知的研究。应用研究则主要是为了达到某人实际的具体应用目的而进行

的研究，旨在发展基础研究的成果。“开发”也可称为“研制”或“试验性发展”。美

国全国科学基金会对它所下的定义为：“系统地把科学知识应用于生产有用的材

料、设备、系统、方法或流程”。“开发”又可分为试制、工业性开发和市场开发

等不同的阶段。因此，“开发”与“研究”不同，后者主要是扩大科技知识，而前者

是为了开辟新的应用，如创造新材料、新工艺、新产品等。根据上述定义，我们

将研究与开发具体分为基础研究、应用研究和试验发展三个阶段。其基本特征是

具有创造性和新颖性，运用科学方法，产生新知识或创造新应用。其中，创造性

和新颖性是 R&D 的决定因素，产生新的知识或创造新的应用是创造性的具体体

现，运用科学方法则是所有科学技术活动的基本特点。而企业的研发投入一般而

言是指与研发活动相关的人力和财物的投入，通常分为物质投入和人力投入，本

文所提到的我国工业企业研发投入是指与企业研发活动相关的研发费用的支出

和研发人员的投入。

二、R&D 资本收益率

本文中不加区分的使用 R&D 收益率，收益率等概念，

R&D 资本收益率被定

义为 R&D 资本回报与创造回报所用资本直接度量值之间的数量比例关系。

R&D

资本收益率直观的反应 R&D 投入和生产率之间的关系，是判断 R&D 投入与其

他要素投入（比如物质资本投入或者劳动力投入等）之间替代关系的最直接的

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摘要：

硕士学位论文I摘要R&D活动在我国建设创新型社会的道路中发挥着越来越重要的作用，本文运用1999-2007年中国分地区大中型工业企业的面板数据对我国省际工业企业的R&D资本收益率和R&D效率进行了实证研究。文章针对收益率和效率两者不同的特性，选用了参数法中的回归分析法测算R&D资本收益率，运用了非参数法中的数据包络分析法估算R&D生产效率。在R&D资本收益率的实证分析过程中，作者尝试将R&D劳动投入和R&D资本投入区分开来，使R&D支出项不包括劳务费，得到R&D劳动投入产出弹性的同时也消除了双重计算问题。在R&D效率的数据包络分析方法中，不同于以往研究，本文尝试将生产性物质资本，劳动力等非R&...

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