专利质量对企业出口国内附加值率的影响研究*

许和连，陈碧霞，张旻钰

(湖南大学 经济与贸易学院，湖南 长沙 410079)

随着经济全球化的推进，国际分工进一步深化，全球价值链延伸至更多的国家。因此，一国的对外贸易优势不再只是简单地与国家贸易总额挂钩，更受到企业获取产品附加价值的能力和企业在全球价值链中所处位置的显著影响[1-3]。在对外贸易发展的国际形势和国内环境都处在深刻变革中的背景下，传统的粗放型发展模式难以为继，出口国内附加值率(DVAR)较低等问题日益凸显。同时，国家知识产权局发布的《知识产权统计年报》显示，尽管2015-2020年间中国授权专利数量的年均增长已超过10%，但部分企业为了追求短期的政府补贴，仍然存在低质量专利申请泛滥的情况，导致专利应用于实际产生的经济价值不高，严重阻碍了企业技术进步和整个产业的发展。由此引出了一系列问题：如何科学地评估企业的专利质量？专利质量是否影响了企业出口国内附加值率？具体的影响渠道是什么？这种影响对不同类型的企业是否存在差异性？这些问题的解决将有利于政府和市场更全面地了解中国企业专利质量情况，更有针对性地提高中国企业出口国内附加值率，以及更好地为政府完善相关扶持政策提供坚实的理论基础和经验证据，进而保障对外贸易企业发展，促进中国对外贸易转型升级。

基于上述分析，本文利用2000-2007年中国工业企业数据库、中国海关进出口数据库以及国家知识产权局专利数据库的匹配数据，实证研究了专利质量对企业出口国内附加值率的影响。本文的边际贡献在于：第一，本文率先探讨了专利质量对企业出口国内附加值率的影响，丰富了专利的经济影响与企业出口国内附加值率影响因素的研究。第二，本文揭示了专利质量影响企业出口国内附加值率的内在机制，即专利质量主要通过生产率效应和相对价格效应两个渠道影响企业出口国内附加值率。

(一)文献回顾

与本文密切相关的文献主要有以下两支。

第一支文献主要考察了专利的经济影响。Scherer首次将专利数据统计用于技术创新的评估，认为专利产生的经济收益是企业技术创新质量最重要的指标，并且企业专利获批数量与企业销售收入和利润成正比[4]。Ernst利用德国机械制造企业的数据研究发现，相比于低专利质量的企业，高专利质量的企业具有更高的销售额及销售额增长率[5]。Christodoulou等以2000-2010年中国深沪两市1191家上市公司为样本，研究发现专利申请和授权显著促进了企业财务绩效的增长，并且这种促进作用与政府激励政策不存在相关关系[6]。国内相关研究起步相对较晚，关于专利对企业绩效的影响也存在一定争论。胡珊珊和安同良的研究指出，中国中药制药企业的企业绩效和发明专利、外观专利之间不存在显著关系[7]。然而，李柏洲和苏屹的研究表明大型企业发明专利数的增加确实促进了企业利润的增长[8]。赵忠涛和李长英以中国制造业上市企业为研究样本，同样发现企业的专利质量对企业价值存在显著正向影响，并且这一影响会随着企业所有制的不同而有所差异[9]。李宏等发现上市公司专利质量可以通过扩展出口产品种类和提升出口产品质量两个主要渠道来增强企业出口竞争力[10]。不同于以上文献，本文一方面尝试从知识宽度入手来测算企业专利质量，丰富了企业专利质量的内涵，能够更全面地了解企业专利质量状况；
另一方面，本文选择企业出口国内附加值率作为企业绩效的代理变量，更符合对外贸易企业的发展需要。

第二支是关于企业出口国内附加值率的影响因素研究。许多文献论证了企业创新是推动企业出口国内附加值率增长的重要因素之一，其他一些文献也尝试从贸易自由化、外国直接投资、融资约束、最低工资、要素资源配置等多个角度研究了出口国内附加值率的影响因素[11-15]。遗憾的是，现有文献一则并未直接涉及专利质量对企业出口国内附加值率的影响研究，二则缺乏具体的机制检验和实证分析，本文针对这两个问题均进行了讨论，并进一步检验了相关的稳健性和异质性。

(二)理论机制分析

1.生产率效应

生产率的提高不仅会影响一个国家的宏观经济增长，更与企业效益增长有着密切关系。生产率的上升能够降低企业生产成本，增强企业的产品定价能力，进而提高企业在对外贸易中的收益。吴延兵研究发现，企业的创新研发在企业生产率的增长中起到了关键作用，而企业专利作为企业创新研发的主要体现形式，其质量的提升促进了知识资本规模增长，是全要素生产率提升的重要动力[16-17]。根据熊彼特创新理论，企业的专利成果包含了工艺创新和产品创新两个维度，Biesebroeck基于内生增长理论的研究结论认为两类创新均促进了生产率的提升[18]。一方面，企业的工艺创新不仅可以优化生产流程，实现生产材料的循环使用，减少生产过程中的原材料损耗，而且可以通过引进新技术和新机器来优化资源配置，有效降低生产和管理成本，共同促进了企业生产率的提升[19]。另一方面，企业的产品创新推动了新产品研发，不论是最终产品种类的增加还是产品质量的提升，都依赖于企业的既有专利体系。当企业通过积累大量研发经验形成稳定的技术路径时，便能更好地识别新兴技术在企业产品改进中的作用，有助于企业学习和吸收先进技术，最终促进生产率的动态提升[20]。

根据张文磊等对出口国内附加值率的定义，出口国内附加值率与企业出口产品价值和单位产品总生产要素投入之比之间存在显著的正相关关系[21]，因此不论是产品价格上升还是边际成本降低，都会推动出口国内附加值率的增长[22]。生产率的提升降低了企业边际成本[23]，尤其在中间投入品固定的情况下，企业边际成本的下降意味着能够在全球价值链分工中获取更高的出口价值。同时，高生产率的企业将获得更多的市场份额和更强的定价能力，可以在其边际成本上设定更高的加成率[24]，均有利于推动出口国内附加值率的上升。

2.相对价格效应

大部分企业使用的中间品供给来源较为单一或是与海外母公司签订了相应的协议，导致更换中间品的难度很大，因此企业为了尽量减小来自供应商的限制，原则上都会为中间品备选相应的替代品。在充分竞争的中间品市场上，本国中间品生产企业通过研发创新拓宽了企业的生产范围，增加了国内中间品种类，从而加剧了中间品供给市场的竞争[25]。一般而言，当中间品同质化严重时，价格就成为企业选择中间品的重要标准。国内中间品供给种类增多导致的竞争效应将会降低国内中间品的购买价格，相对国外中间品而言实际成本下降[12]。因此，考虑到运输成本以及原材料供给稳定性，期望成本最小化的企业将更加倾向于使用国内中间品，从而推动出口国内附加值率增长。此外，为提升专利质量引进的新型生产设备和工艺流程，不但提升了企业处理中间品的能力，而且推动了企业垂直技术创新，对最终产品的质量也有显著的正向影响。企业产品质量提升有利于企业通过生产差异化产品来提高产品定价，同时减少同质化竞争，使得企业出口国内附加值率上升[26]。

(一)模型设定与变量选取

根据研究目标，我们将基本计量模型设定为：

DVARit=α0+α1patentit+βXit+uj+ur+ut+εit

(1)

其中，i和t分别表示企业和年份；
被解释变量DVARit表示企业出口国内附加值率；
patentit表示企业专利质量；
X表示控制变量的集合；
uj、ur和ut分别表示行业固定效应、地区固定效应和年份固定效应；
εit为随机扰动项，标准误聚类在企业层面。

(二)核心变量测度

1.出口国内附加值率

根据Kee和Tang的定义[28]，企业的出口国内附加值率可表示为企业总出口扣除进口中间品的剩余部分占总出口的比重，其数学表达式为：

(2)

其中i和t分别为企业和年份，PIt和MIt表示进口中间品的价格和数量；
Pit和Yit为企业出口产品单价和企业总产出；
IMPit为企业进口的中间品价值，EXPit为企业的出口总额。出口国内附加值率基本计算公式可以转变为：

DVARit=1-imit/Yit

(3)

其中imit为企业当年进口的中间品总额，Yit为企业总产值。本文借鉴Kee和Tang以及胡浩然的处理办法[28-29]，在考虑贸易代理商问题和中间商间接进口问题对于企业实际中间投入品总额的影响后，主要从以下几方面对出口国内附加值率的计算进行调整。(1)剔除国内原材料中的国外附加值部分。Koopman等的研究指出，中国对外贸易企业使用的国内原材料含有部分国外要素，容易导致高估企业国内附加值率[1]，因此我们将国外附加值的占比设置为5%。(2)考虑不同贸易类型的企业出口国内附加值率的计算差异。对于加工贸易，本文参照Kee和Tang的研究假定其进口全部用于中间品投入[28]。针对一般贸易，本文将海关HS产品码与国际经济分类码(BEC)进行匹配，并根据BEC代码将进口产品分为资本品、中间品和消费品，其中中间品分类所对应产品的进口额为实际的中间品进口额。对于混合贸易企业，根据其出口额中加工贸易和一般贸易的比例分别乘以加工贸易和一般贸易的出口国内附加值率计算公式，确定其出口国内附加值率。(3)代理商间接进口问题。由于部分企业的中间投入品并非完全依赖于自身进口，而是通过贸易代理商进口，因此存在企业的实际中间品投入大于企业中间品进口的情况。本文通过分别计算加工贸易和一般贸易类型下代理商进口总额占企业进口总额的比例，对一般贸易、加工贸易及混合贸易企业的中间品进口额进行调整。(4)考虑资本品折旧问题，剔除进口商品中的资本品折旧部分。由于企业的附加值中包含资本的折旧所得，忽略资本品折旧将导致企业出口国内附加值率的虚高[30]，因此在上述BEC代码和HS代码匹配的过程中我们同样识别了进口中间商品中的资品本，并参照单豪杰的研究将资本折旧的比例设置为10．96%[31]。(5)贸易中间商问题。由于贸易中间商自身并不进行实质性的生产活动，这一特点将导致对企业出口国内附加值率的低估。我们参考Ahn等的处理方法，将中国海关进出口数据库中企业名称包含“经贸”“科贸”“外经”“进出口”及“贸易”等关键词的企业识别为贸易中间商，并且予以剔除[32]。

在充分考虑上述问题后，计算公式调整为如式(4)～式(6)所示：

(4)

(5)

(6)

2.专利质量的测算

本文采用知识宽度法计算专利质量指标，知识宽度法从专利技术要素组成的复杂程度和应用广泛程度来考察专利质量，突破了以专利数量简单衡量专利质量的局限性。一方面，专利作为由多种核心技术组成的研发成果，其技术要素组成的涵盖范围和复杂程度体现了专利技术壁垒的高低。相关专利越是拥有复杂的技术组成，就越难以被复制和攻克，意味着企业专利质量越高。另一方面，专利技术要素构成的广泛性使其能够更方便地被应用于相关领域，从而获得更高的专利引用次数，这与常规的专利质量评估标准一致，体现了知识宽度衡量专利质量的全面性。因此，企业专利知识宽度可以更全面和有效地反映企业专利质量的高低。本文借鉴Aghion等和Akcigit等研究中对知识宽度法的最新研究成果[33-34]，定义企业i在t年度的专利质量为：

(7)

(三)数据来源与处理

本文数据主要来源:一是2000-2007年的中国工业企业数据库；
二是2000-2007年的中国海关进出口数据库；
三是1985-2012年国家知识产权局的专利数据。中国工业企业数据库提供了较为详细的企业特征数据，中国海关进出口数据库提供了企业进出口的每一笔交易记录。国家知识产权局安全出版社发行的《中国专利数据库文摘1985-2012》收录了自1985年9月《中华人民共和国专利法》实施到2012年国家知识产权局授予的近770万条专利信息，涵盖发明专利、实用新型专利和外观设计专利三种类别。发明专利属于基础性的技术创新，能够从源头带动一系列衍生技术的发展，开发难度在三类专利中最大，一旦授权成功就能给企业带来巨大的经济效益。实用新型专利的申请标准较低，一般属于应用型的方法和产品创新，技术突破程度较小，给企业带来的实际收益较小，部分企业会通过申请较多的实用型创新以达到政府的政策补贴要求。外观设计专利的开发难度最小，技术要求较低，相应的经济效益也更小。

对于上述数据，我们进行如下处理和匹配：首先，参考Brandt等的做法对中国工业企业数据库进行清洗[35]，剔除了总产值、中间投入、资产类变量中的负值和缺失值，以及总销售额小于出口额、流动资产大于总资产、总固定资产或固定资产净值大于总资产的异常值；
其次，根据企业名称、邮政编码及年份等信息依次与专利数据库和中国海关进出口数据库进行匹配，并根据BEC码和HS码的匹配识别了进口中间品和资本品；
最后仅保留在样本存续期间存在专利产出的出口企业，并且剔除了专利质量和出口国内附加值率中的负值，得到本文的最终样本数据。通过上述整理，我们最终得到了12188个观测值，表1给出了各变量的描述性统计结果。

表1 变量描述性统计

(一)基准回归结果

表2报告了基于全样本的基准回归结果，每列均控制了行业、地区和年份固定效应。第(1)列为只包含企业层面控制变量的回归结果，专利质量的影响系数在1%水平下显著为正；
第(2)列为加入了企业层面和行业层面的控制变量的回归结果，以研究市场垄断情况对企业行为的影响，结果显示专利质量的影响系数和显著性水平均未发生明显变化；
第(3)列则在此基础上进一步加入外资企业虚拟变量，结果显示专利质量的影响系数仍在1%水平下显著为正，表明专利质量的改善显著提高了企业出口国内附加值率。

从第(3)列的回归结果来看，专利质量每提升10%，企业出口国内附加值率将显著提高6.51%。从具体的控制变量来看，企业规模、企业资本密集度、企业年龄、融资约束、外资企业虚拟变量的影响系数均至少在10%水平下显著，意味着这些因素对企业出口产生了显著影响。企业规模对出口国内附加值率存在显著的负向影响，说明企业规模越大越不利于出口国内附加值率的提高，可能的原因是规模较大的企业更擅于在全球范围内整合资源开展生产，因此采购的国际化程度较高,进口程度偏高[36]。企业资本密集度的系数显著为负，说明资本密集度越高的企业，其出口国内附加值率就越低，可能的原因是：内资企业更倾向于劳动密集型产业，而外资企业一般投入的资本要素较多，劳动要素投入较少较低，相对来说出口国内附加值率也就较低。企业年龄的系数显著为正，意味着随着企业年龄的增长，企业的管理水平提升以及生产工艺的改进使得企业可以选择较多的国内中间品，进而提升了对外贸易企业的出口国内附加值率。融资约束在各列中的影响系数均显著为负，表明融资约束压力的下降一定程度上促进企业自身经营状况的改善，提升了企业的出口国内附加值率，这与刘晴等的发现一致[37]。对外贸易企业中内资企业相对外资企业出口国内附加值率高出6.8个百分点，可能的原因在于对外贸易企业中的外资企业多为跨国公司设立在中国的生产工厂，出于管理闭环的考虑，外资企业所使用的原材料较多地来源于其位于国外的母公司。基准回归的结果初步证实了专利质量对企业出口国内附加值率显著的提升效应，也表明了企业专利质量关系着中国对外贸易企业参与全球价值链分工的地位以及从中获取经济效益的能力。

表2 基准回归

(二)稳健性检验

1.改变DVAR测算参数

不同于基准回归中的处理，此部分在不考虑资本品折旧的情况下，重新测算企业出口国内附加值率，回归结果汇报在表3的第(1)列中。此外，我们将出口国内附加值率测算中使用的国外要素占比θ由基准回归中的5%调整为10%，回归结果汇报在表3的第(2)列中。可以看出，在改变企业出口国内附加值率中的测算参数后，专利质量的影响系数依然在1%水平下显著为正，说明专利质量提升促进了企业出口国内附加值率上升这一基本结论在出口国内附加值率的测算方式上具有稳健性。

表3 稳健性检验

2.替换被解释变量

Upward等根据企业层面的垂直专业化指标提出了衡量企业出口国内附加值率的雏形DVS指标[38]。根据其定义，我们重新测算了企业层面的DVS指标作为出口国内附加值率的替代变量：

(8)

利用DVSit指标作为企业出口国内附加值率的代理变量重新进行估计。列(3)的相应回归结果显示，专利质量的影响系数有所增大，仍保持在1%水平下显著，同样验证了专利质量促进企业出口国内附加值率上升的结论是稳健的。

3.替换解释变量

鉴于发明和实用新型专利的创新性较强、价值较高，因此我们以企业发明和实用新型专利申请数量的自然对数作为专利质量的代理变量进行稳健性检验。列(4)的回归结果显示，替换专利质量衡量指标后，尽管专利质量影响系数的显著性略有下降，但依然促进了企业出口国内附加值率的增长。

4.DVAR截尾处理

对企业出口国内附加值率在5%水平进行双边截尾的回归结果报告在表3的第(5)列。从回归结果来看，专利质量的影响系数和显著性都有明显降低。可能的原因是，部分企业进口的中间品全部用于对外贸易出口而非出口国内附加值率基本定义中的国内和国外市场均匀分配，高估了中国企业出口国内附加值率，从而导致影响系数偏高。

5.滞后一期的出口DVAR

由于专利质量转化为企业实际生产能力需要一定时间，专利质量的促进效应不一定反映在企业当年的出口国内附加值率中，因此我们选取滞后一期的出口国内附加值率作为被解释变量重新进行回归，得到的结果如表3的列(6)所示。专利质量对于滞后一期的出口国内附加值率的影响系数为正且在1%水平下显著，说明专利质量对于企业出口国内附加值率的提升作用确实存在一定的滞后效应。

6.控制其他政策变动的影响

鉴于贸易自由化与人民币汇率的变动均会对企业出口国内附加值率产生影响[11，39]，我们将通过调整样本区间来控制此类外生政策因素所带来的影响。首先，为了排除中国加入世界贸易组织(WTO)对贸易自由化造成的影响，我们将样本区间调整为2002年之后。其次，针对中国于2005年实行了人民币汇率改革制度的影响，我们将样本区间限制在2005年之前。最后，由于非一般贸易企业受到相关税收政策的影响相对较小，为了控制税收政策影响，我们将研究范围限制在非一般贸易企业。表3第(7)～(9)列的结果显示，在考虑了以上政策变动的干扰后，专利质量对企业出口国内附加值率的影响依旧显著为正。综上，本文的基本结论较为稳健，可靠性较高(2)因篇幅限制，后续检验中控制变量的具体回归结果均备索。。

(一)异质性分析

1.贸易类型异质性

考虑到不同贸易类型企业在出口国内附加值率的计算上存在差异，我们按照企业的出口方式将样本区分为“一般贸易企业”“混合贸易企业”和“加工贸易企业”三个分样本，分别进行回归。根据表4第(1)～(3)列的回归结果，在“一般贸易”和“混合贸易”两个分样本中，专利质量的影响系数均在1%水平下显著为正，即在一般贸易企业和混合贸易企业中，专利质量的提升均会明显推动企业出口国内附加值率的上升，并且混合贸易企业对于专利质量的提升更为敏感。可能的原因是，相对于一般贸易企业，混合贸易企业的技术基础薄弱，在技术研发的路线上有更大的发展潜力，因此通过专利质量提升获得的产出边际效应更为明显。此外，第(3)列的结果显示，加工贸易企业中专利质量水平的影响系数并不显著，可能的原因是加工贸易企业以劳动密集型企业为主，而劳动密集型企业的平均产品质量相对较低，未达到实现企业创新“加成率”效应的门槛值[40]。

2.企业所有制异质性

鉴于制造业上市企业的专利质量对企业价值的正向影响会随着企业所有制的不同而有所区别[9]，为检验专利质量对出口国内附加值率是否也存在类似的差异，我们将样本企业区分为外资企业和内资企业，分样本回归结果汇报在表4的第(4)、(5)列。根据显示的结果，外资企业的专利质量对其出口国内附加值率具有十分显著的提升作用，但这一效应在内资企业中并不明显。可能的原因是内资企业中国有企业长期处于市场垄断地位，其技术创新水平虽然较高，但国内要素配置已经达到相对最优，企业出口行为受专利质量影响而改变的动机要远低于外资企业。

表4 异质性分析

3.区域异质性

为了全面考察专利质量对企业出口国内附加值率的影响是否存在区域差异，本文按照企业所处地理位置将企业划分为“沿海企业”和“内陆企业”，相应结果汇报在表4的第(6)、(7)列中。其中，第(6)列的回归结果表明，在沿海地区，企业的专利质量对企业出口国内附加值率有正向的提升作用，并且这一作用在1%水平上显著。然而第(7)列的回归结果表明，内陆企业专利质量的提升对企业出口国内附加值率并无明显帮助。为保证结果的稳健性，我们在基准回归模型中加入专利质量与地区虚拟变量的交互项。从表4的第(8)列可以看出，加入地区虚拟变量后专利质量的影响系数不再显著，而交互项的影响系数显著为正，同样说明专利质量对于出口国内附加值率的影响存在较为明显的区域异质性。这一差异的出现与中国区域经济发展及扶持政策等因素的影响有着密不可分的关系。相对而言，沿海地区的基础设施更为成熟，市场经济体系更为完善，并且大量高校及研究所也分布在沿海发达城市，企业更有意愿和有能力将专利成果转化为实际的生产效率，有助于切实提升产品质量，促进企业出口国内附加值率的提升。

(二)机制检验

前文的影响机制分析认为，专利质量主要通过生产率效应和相对价格效应两条渠道影响企业出口国内附加值率。为了识别与检验其中的作用机制，我们选取了企业全要素生产率(TFPit)和国内外中间品相对价格(inratioit)作为中介变量，利用中介效应模型对影响机制进行实证检验。我们首先参照Levinsohn和Petrin提出的两步估计法计算了全要素生产率(TFPit)的Levinsohn-Petrin(LP)估计结果[41]；
其次借鉴高翔等的处理办法，选择使用企业投入的国内中间要素成本占企业销售收入的比重来衡量国内外中间品的相对价格(inratioit)[15]。

表5报告了本文影响机制的检验结果。表5的第(1)、(2)列汇报了中介效应第一阶段的回归结果，其中专利质量的影响系数均在1%水平下显著为正，说明提升专利质量显著提高了企业全要素生产率和国内外中间品相对价格。第(3)、(4)列为中介效应第二阶段的回归结果，企业全要素生产率和国内外中间品相对价格的影响系数均在1%水平下显著为正，表明全要素生产率和国内外中间品相对价格是专利质量影响企业出口国内附加值率的中介变量，此时专利质量的影响系数仍然显著，说明是部分中介效应。上述结果表明，生产率效应和相对价格效应是专利质量促进企业出口国内附加值率提升的部分机制。

表5 中介效应估计结果

本文基于2000-2007年中国工业企业数据库、中国海关进出口数据库和企业专利数据的匹配数据，就专利质量对企业出口国内附加值率的影响进行了经验研究，并检验了专利质量影响企业出口国内附加值率的微观机制。研究发现，专利质量对企业出口国内附加值率有显著正向影响，这一结论在进行多项稳健性检验后仍然成立。分样本回归的结果发现，专利质量提升对企业出口国内附加值率的提升作用存在贸易类型、企业性质、地区间的差异，专利质量对于混合贸易企业出口国内附加值率的影响效应最为显著，但对劳动密集型的加工贸易企业不存在显著影响；
对外资企业出口国内附加值率的促进作用显著，但对内资企业没有显著影响；
对于沿海地区企业的促进作用显著，但对内陆地区的影响则不显著。此外，机制分析结果表明，专利质量主要通过“生产率效应”和“相对价格效应”两个渠道对企业出口国内附加值率产生影响。

本文的研究结论对于中国扶持企业专利研发和加快对外贸易转型升级具有重要的政策启示：第一，抓紧出台针对专利研发各个阶段的扶持政策。鉴于专利研发在不同阶段面临的困难不尽相同，政府对企业专利研发的扶持政策要注意保持与企业研发阶段的同步性，才能进行针对性的扶持与帮助。第二，鼓励企业与国内相关领域的高校进行合作，更快地推进相应技术的产业化，一方面可以降低企业自主进行专利研发的成本，另一方面高校也可以通过在企业生产过程中的实际应用对科研成果进行进一步的检验和完善，实现企业生产制造和高校技术研发齐头并进，互惠互利，合作共赢。第三，加快培养具有技术研发能力的高精尖人才，同时为企业引进相关人才提供保障。第四，政府可以通过相关产业基金入股有专利研发计划的对外贸易企业，定向扶持有发展潜力的高技术企业。