专利保护、产业集聚与经济增长，本文主要内容关键词为：经济增长论文,专利保护论文,产业集聚论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：F015 文献标识码：A 文章编号：1001～8204(2015)05～0099～07 专利保护日渐成为影响创新企业集聚水平与区域经济发展的重要因素。专利保护通过影响知识溢出能够改变创新企业的空间集聚水平，而空间聚集水平的优劣进而影响区域经济增长。令人关注的是，现实中存在两种负现象：即一些集聚区域低水平的专利保护导致模仿盛行，形成“劣币驱逐良币”态势，导致区域内创新企业逐步消亡；同时，企业集群内部基于“护租”行为①，为阻止模仿而相互设防，又导致投入过高，创新匮乏。因此，专利保护、产业空间聚集与经济增长之间息息相关。 专利保护对产业集聚存在显著效应，但目前相关研究主要集中在专利保护对创新、尤其是经济增长的时间维度方面。而鉴于空间维度的重要性，笔者拟在已有研究的基础上构建包含时间与空间维度在内的统一理论框架，从护租成本的角度出发，综合分析专利保护、产业集聚与经济增长之间的关联，从产业集聚的角度拓展专利保护的宏观效应。 一、文献回顾 目前将专利保护、产业集聚与经济增长纳入统一分析框架尚属空白，相关研究主要集中在两个领域。 一是内生经济增长领域中有关专利保护与经济增长的研究。Judd最早构建了动态一般均衡的分析框架，得出社会最优的专利长度②(patent length)是无限期的结论[1]。Goh和Oliver考察了具有纵向联系的上下游部门的最优专利宽度(patent breadth)问题。结果表明，任意部门的专利保护都会影响另外部门的研发，部门之间可以实行不同的保护程度[2]。Iwaisako和Fugatami、Futagami和Iwaisako综合考虑了专利长度与专利宽度，认为有限的专利保护是社会福利的最大化[3][4]。Horii和Iwaisako、Furukawa以模仿来刻画专利保护，从不同角度证明了加强知识产权保护并不一定能促进创新及增长[5][6]。与上述侧重政府对专利保护水平选择的研究不同，Eicher和Garcia-
、Davis和Sener从护租角度出发，关注私人专利保护投入的影响，揭示了专利保护与经济增长之间更为丰富的关联。Eicher和Garcia-
内生化了私人专利保护支出，加强保护不仅能激励创新还能提高生产部门劳动生产率，两种效应相互作用，导致多重均衡的结果[7]。在Davis和Sener垂直创新模型中，护租具有两种相反的功效：一种与Eicher和Garcia-
研究相同，能够减少模仿，促进创新与经济增长；另一种则限制后续创新，阻碍增长。因而，加强专利保护对经济增长的影响更复杂[8]。 上述研究虽然解释了专利保护如何影响企业创新及生产行为，进而如何影响增长，但都忽略了保护对企业空间分布及其成因的分析。 二是新经济地理增长领域。Martin和Ottaviano首先构建了在资本自由流动条件下产业集聚与经济增长的分析框架。分析表明，在地方性知识外溢的情况下，北方国家的产业集聚水平对经济增长具有决定性影响，集聚程度越高，经济增长越快[9]。Basevi和Ottaviano考虑了区域间贸易壁垒要素，修改了Martin和Ottaviano关于企业无成本迁移的假设。研究表明创新区域的企业向非创新区域迁移会导致产业集聚程度下降，不利于经济增长[10]。Hirose和Yamamoto考虑了区域间知识溢出不对称的情况，但得出与Martin和Ottaviano相反的结论[11]。新经济地理增长理论虽然融合了空间与增长要素，为分析产业集聚与经济增长提供了统一框架，但对专利保护问题一直未加关注。 综上可以看出，第一个领域注重专利保护时间维度的增长效应，但缺乏空间维度；第二个领域注重经济活动的空间集聚行为，但缺乏创新的专利保护分析。因此，两个领域的研究实际处于相对分割的状态，但都以知识溢出与规模经济为关键机制。因此，构建专利保护、产业集聚与经济增长的统一分析框架，将是对已有研究的重要补充与拓展。 本文在新经济地理模型的基础上尝试性纳入专利保护要素，从较为贴近中国现实的护租成本的角度刻画专利保护、产业集聚以及经济增长三者之间的关联。本文的模型框架与Basevi和Ottaviano有关，但他们的模型主要考虑贸易壁垒、产业集聚与经济增长的关系，专利保护并不是他们所关注的问题。本文则侧重于分析专利保护对产业集聚及经济增长的影响，与Eicher和Garcia-
、Dinopoulos和Syropoulos的研究类似，关注护租对经济增长的影响。但他们的研究缺乏专利保护与产业集聚的关联。 二、模型设定 遵循Basevi和Ottaviano的分析框架，本文考虑一个由两个区域组成的经济体系统，分别记作区域1与区域2。经济系统拥有两种生产要素：劳动力与知识资本。每个区域拥有L个固定数量的劳动力，劳动力在区域间不流动。知识资本来自创新部门，在区域间自由流动，并构成生产差异化产品的设计方案(blueprints)。与Basevi和Ottaviano的假设不同，本文中，专利保护是不完全的。经济体系初始知识资本总量为K(0)。由于本文主要关注专利保护对企业区位选择的影响，并非创新区域的起源。为简化分析，可以假设，初始阶段区域1拥有全部的知识资本，
。在地区性知识外溢的条件下，区域2的研发成本无限大，研发活动集中在区域1，区域1也被称为创新区域。除此之外，模型中区域1与区域2的大部分性质都是对称的。因此，以下着重分析区域1、区域2的不同之处会特别指出。 (一)模型的基本假设 假设偏好是跨期替代弹性为单位弹性的CES函数，代表性消费者效用函数为：
ρ＞0，为主观贴现率，对所有消费者都相同。M代表差异性工业品的消费组合。A代表同质的农产品消费量。0＜α＜1代表用于工业品消费的支出份额。工业品的消费组合为：
假设存在一个完全竞争的资本市场，两个区域的利率在任意时间都相等(
=r)。最优的消费增长率为：
代表区域1(区域2)总的瞬时消费支出。由消费者效用最大化问题可知，区域1对本地与外地产品的需求分别为：
经济系统包含农业部门、工业部门及研发部门。农业部门是完全竞争的，生产技术是规模报酬不变的，我们不失一般性的假设生产一单位农产品需要一单位劳动力投入，劳动力总量L足够大，在确保工业生产活动的需求下，仍有一定数量的劳动力从事农业生产，因此工资w在两个区域是相等的。农产品可以无成本地在区域间流动，各地区的农产品价格
与劳动力工资w均相等。 工业部门是垄断竞争的，使用规模报酬递增的生产技术生产差异化产品。区域内的工业品运输无成本；区域之间的运输需要耗费成本。按照Samuelson冰山型的运输成本设定，一单位产品从区域1(区域2)运往区域2(区域1)，只有1/
单位的产品抵达(
＞1)。每种差异化产品对应一种特有的设计方案，受知识产权保护而成为专利产品⑤。一种专利产品只能由一个厂商生产，每单位专利产品的生产需要β单位的劳动力[13]。 研发部门类似于Grossman和Helpman研究中的假设，为完全竞争部门。创新者投入劳动力进行研发，获得新的知识资本。考虑到不同区域体制、文化差异以及一些缄默知识(tacit knowledge)、黏性知识(sticky knowledge)只能在区域范围内流动的特性，我们假设知识溢出是地方性的⑥[14]。与Gustafsson和Segerstrom研究类似，区域1研发部门发明一种新知识资本的成本为：
(二)专利宽度 与以往经济地理增长模型中专利产品受到完全保护这一简单假设不同，笔者认为，厂商面临不完全的保护，其利润与专利保护程度密切相关。 专利保护通常包含两个维度：专利长度(patentlength)与专利宽度(patent breadth)。专利长度是指专利保护的有效期限，专利宽度的概念相对复杂。Klemperer从产品质量特性的角度，将专利宽度定义为竞争性产品与专利产品之间被允许的最小程度的质量差距，体现了专利持有者的质量优势[16]。Gallini从模仿成本的角度，将专利宽度定义为其他厂商对专利产品进行非侵权模仿的成本[17]。Gilbert和Shapiro从厂商利润的角度，将专利宽度定义为创新者凭借专利可以获取的利润流水平[18]。以上对于专利宽度的理解虽然侧重不同，但都可以解释为专利产品所受一个专利保护的范围，在此范围内专利持有人拥有防止竞争者生产与销售相似产品的权利。并且，无论从产品质量特性还是从厂商模仿成本的角度出发，最终都可以归结为当专利宽度增加时，厂商专利权的独占范围扩大，利润水平提高。相对于专利长度，专利宽度能够更好地反映厂商之间的创新与模仿行为，更为经济学家所关注。本文也选择从专利宽度的角度来刻画专利保护水平，按照Gilbert和Shapiro、Goh和Oliver、Iwaisako和Futagami的方法，将专利宽度定义为： 定义1：如果垄断价格加成为μ，专利宽度b∈[0，1]，专利持有者凭借专利宽度b能够制定的实际价格为MC(1+bμ)。 其中，MC代表边际成本。根据厂商利润最大化，
。 (三)创新与护租 与Basevi和Ottaviano相似，区域1研发的知识资本，可以自由选择在区域1或区域2进行生产。由于默会知识、文化和语言等差异，在区域2生产专利产品需要投入较多的知识资本。假设区域1与区域2生产一种专利产品分别需要1种知识资本与1/
种，
。 与Basevi和Ottaviano模型不同，我们假设生产企业具有私人护租行为，相应成本即为护租成本。根据Sener研究[19]，我们认为，无论创新区域还是非创新区域，为限制模仿，均存在护租成本，但这一成本与区域技术能力有关。当区域间技术水平差距较大时，在创新区域，知识资本的聚集易于企业之间相互学习，技术外溢较为容易，模仿现象严重，护租投入较高；而在非创新区域，企业模仿能力有限，影响较小，护租投入较低。从地区间技术能力差距来看，中国目前的现状较为符合创新区域护租成本较高的情况。为了简化模型设置，我们借鉴Basevi和Ottaviano方法，将护租成本表示为区域1生产企业的一种额外固定成本投入。专利产品在区域1生产时，需要1/z单位知识资本的投入，z∈[0，1]，1/z＞1，(1/z-1)v表示用来护租的知识资本⑦。假设区域2生产企业所面临的模仿现象较少，护租成本相对以
代表的知识资本损耗可以忽略不计⑧。经济体系总的知识资本种类K(t)与专利产品种类N(t)并不相等。以k∈[0，1]代表在区域1进行生产的专利产品中，所嵌入的知识资本占全部知识资本的份额，则区域1与区域2生产的产品种类数分别为
。借鉴Davis和Sener的研究，我们认为，护租成本受到知识产权保护制度的影响，是对法制层面保护程度的补充。当专利宽度增加，知识产权保护水平提高时，私人护租成本降低，即dz/db＞0，其中z为护租成本的逆指数。 (四)差异性工业品市场均衡
根据(10a)、(10b)，均衡时区域1生产厂商所使用的知识资本份额为⑩：
均衡时，区域1与区域2企业的生产规模分别为：
根据资本市场的均衡条件(8)，均衡时的经济增长率为：
根据(14)、(15)式，可以得到均衡时的经济增长(11)以及人均消费者支出：
根据(17)式，因为区域1拥有全部知识资本，人均消费支出包括劳动力工资以及全部的投资收益：
(二)专利保护效应分析 首先，我们分析专利保护对创新区域产业集聚的影响。将
=1代入(11)式可得：
根据(18)、(19)两式可知，内生变量k、
受护租成本z、贸易开放程度δ以及知识资本损耗
的影响。本文中，我们着重分析专利宽度增加对均衡时的企业分布及区域1人均支出的影响。专利宽度b的增加代表专利保护加强，根据假设，此时区域1的私人护租成本投入下降，即z增大。根据专利保护的比较静态效应分析，
。专利宽度的增加引发产业集聚与人均支出到达一个新的均衡：产业集聚程度k增加，而区域1人均支出
减少。因此，有命题1： 命题1：创新区域存在护租成本的情况下，加强专利保护能够提高创新区域产业集聚水平。 命题1意味着，当专利宽度增加，政府严格专利保护时，创新区域模仿行为减少，企业护租成本投入降低。创新区域对企业吸引力增强，产业集聚程度提高。较高的集聚程度导致研发部门知识外溢增加，创新效率提高。区域1的消费者投资于研发活动的支出增加，消费相对减少。虽然消费需求的减少会形成一种分散力，导致企业迁移，但依然无法抵消由专利保护加强所导致的正向集聚效应。总体而言，严格保护会导致创新区域企业数量增加，产业集聚程度提高。同时，区域1的人均支出将减少。由于区域2的人均支出为劳动力工资，是不变常数，因此整体经济体系加总的人均支出也随着专利保护的增强而下降。 接下来，我们对专利保护的经济增长效应进行分析。对(16)式关于专利宽度b求导，可得：
根据已有证明，
，由(20)式可得：
，加强专利保护能够促进经济增长。因此，我们有命题2： 命题2：创新区域存在护租成本的情况下，加强专利保护有利于经济增长。 命题2所体现的专利保护对经济增长的作用机制是双重的。第一种是利润增加机制，对两区域的企业均有直接影响。表现为，当专利保护水平提高时，企业的垄断利润相应增加，创新激励增强，经济快速增长。第二种是间接的产业集聚机制。表现为，专利宽度的增加导致区域1护租成本下降，形成一种集聚力，吸引更多企业在区域1进行生产。根据地区性知识外溢的假设，创新区域产业集聚程度提高能够扩大研发知识外溢规模，降低研发成本，提高研发学习效率，从而有利于经济增长。 上述结论在一定程度上与内生经济增长框架中的专利保护研究吻合。Li在质量阶梯模型中研究滞后专利宽度(lagging breadth)效应，认为增加专利宽度能够提高厂商垄断利润，从而对研发以及经济增长都有益处[20]。Kwan和Lai运用中间产品品种增加模型分析专利政策，结论表明，专利宽度增加有利于提高经济增长率[21]。本文的分析包含上述文献所缺乏的企业空间分布要素，并且以更贴近现实的地方性知识外溢取代了全球知识外溢。 除了专利保护因素之外，影响经济增长的因素还包括区域1的企业份额k、主观时间偏好率ρ以及创新效率η。对(16)式分别关于k、ρ、η求导，可以得到：
。k、ρ、η对经济增长的影响十分直观：k越大，创新区域知识积累越多，创新成本越小，促进增长；ρ越大，消费者越倾向于即期消费，研发投入减少，对经济增长有负影响；η越大，研发效率越低，经济增长率下降。 四、专利保护与经济增长 根据以上分析，专利保护对经济增长的作用机制有两种：一是利润增加机制，表现为专利保护对经济增长的直接效应；二是产业集聚机制，表现为保护通过提高产业集聚度进而促进经济增长的间接效应。目前，内生经济增长文献对第一种机制的研究已经比较全面，但对第二种机制的研究尚属空白。以下将对这两种机制进行详细分解。 根据(20)式可知，专利保护对于经济增长的总体影响为：
命题3：创新区域存在护租成本时，在满足一定条件下，加强专利保护的产业集聚效应比利润增加效应更为显著，对经济增长起主要的促进作用(需要满足的条件为代表性消费者时间偏好ρ较小，区域间运输成本δ较高，工业品之间的替代弹性σ较小)。 命题3的充分条件中对ρ、η的要求与内生经济增长文献中有利于创新与增长的条件是一致的，称之为创新参数条件。δ代表运输成本，体现了区域之间的贸易开放程度，称之为空间参数条件。 时间偏好率ρ越小，消费者越有耐心，更注重未来消费，这意味着储蓄增加，资本成本减少，能够促进创新。工业品之间的替代弹性σ越小，差异产品越多，消费者多样化需求上升，对每种产品的需求弹性变小，有利于厂商获得较高的垄断利润，激励创新与增长。充分条件中较小的ρ、较小的σ意味着整个经济体系处于一种利于创新的环境中。在这样的条件下，对专利保护的直接效应(21)关于b求导所得结果为负。因此，虽然加强专利保护仍可提高创新利润，但其效应是趋于下降的。因而，直接的利润增加效应对经济增长的影响是趋于消减的。与之相对应，根据(22)式可知，产业集聚对经济增长的效应是伴随σ的下降而递增。因为，σ越小，整个经济体越趋于创新时，由产业集聚所产生的地区性知识外溢的效应会随之加强，产业集聚对经济增长的影响更为显著。δ越小，运输成本越高时，企业越倾向于在区域1进行生产，产业集聚程度提高。由前面的研究可知，产业集聚程度越高对增长的正向影响越大。 综合以上创新参数条件与空间参数条件：当经济体系处于创新活跃的阶段，如果区域之间运输成本较高，贸易壁垒严重，则加强专利保护对于经济增长的影响主要来自产业集聚机制的贡献，直接的利润增加机制较为次要。因此，专利保护对经济增长的间接效应不容忽视。在有利于创新的经济环境下，结合适当的区域贸易条件，间接效益显著大于直接效应。 五、结论 当创新区域存在较高护租成本时，专利保护对产业集聚具有显著的促进作用。专利保护对经济增长的作用机制分为两种：一是利润增加机制，体现了专利保护对经济增长的直接影响；二是产业集聚机制，体现了专利保护通过提高产业集聚对经济增长的间接影响。两种机制对经济增长的影响都是正向的，无限的专利保护是经济增长最大化的。 研究表明，当整体经济处在利于创新的环境中，区域之间贸易开放度较低时，专利保护的间接效益远大于直接效应。 针对我国各地区发展水平与实际专利保护水平均存在差异的情况，政府应当从法制层面实施严格的专利保护制度，从而减少创新企业私人护租成本的投入，促进产业集聚，提高研发效率，进而加快经济增长。此外，专利保护的实际效应依赖于宏观环境，政府不仅要关注法制层面的保护，还应建设一个有利于创新与竞争的环境。 注释： ①护租即指创新企业为防止其他企业模仿而从事的专利保护活动，如进行专利诉讼、设置技术屏蔽、游说政府提高专利保护程度等。与政策法制层面的专利保护不同，护租是一种自我实施的私人专利保护活动。 ②指专利的有效期限，在有效期限内，创新成果受到保护，超过有效期限，创新成为公共物品。 ③如无特别指出，所有变量都指t时刻。 ④在区域1消费的产品种类与生产的产品种类可能是不等的。 ⑤从产品创新角度而言，受知识产权保护的差异化产品也可称为专利产品。为统一表述，以下将差异化中间产品称为专利产品。 ⑥借鉴经济地理增长模型中地区性知识外溢的假设。许多经验研究表明，技术溢出具有地方性特征。 ⑦因为知识资本的价格为v，所以护租成本为(1/z-1)v。 ⑧为了使模型更为简洁，可以令非创新区域护租成本为0，但经济含义不改变。 ⑨这里指的是时刻的企业利润与租金。 ⑩为了使表达更为简洁，比较繁琐的公式中，出现的z(b)以z来代替，其经济含义不变。 (11)本文考察均衡的经济增长率为正的情况。此时，存在专利宽度的下限
。
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