数字基础设施、企业技术创新与创新激励异质性

[摘要]以智慧城市试点政策作为准自然实验，基于2008—2020年中国地级市与上市公司匹配数据，采用多期DID和PSM-DID方法研究数字基础设施对中国企业技术创新的影响效应及作用机制。研究发现，以智慧城市建设为代表的数字基础设施显著提高了企业技术创新水平，而且其创新激励效应具有长期性。机制检验表明，数字基础设施会通过产业集聚、企业间技术溢出和降低交易成本等机制，提升企业技术创新水平。进一步检验后发现，数字基础设施对国有企业、债务杠杆高和盈利能力强的企业，以及产业结构层次高、政府科技支持水平高和人力资本较高城市企业创新促进效果更强。研究结论拓展了数字基础设施对中国企业技术创新的影响路径研究，对于中国企业借助数字基础设施平台加速企业数字化转型，实现关键核心技术突破具有重要意义。

[关键词]智慧城市试点政策；数字基础设施；创新激励

一、 引言

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出，“实现高水平科技自立自强是国家强盛的战略基石”1。虽然2022年我国研发经费投入达30782亿元，同比上年增长10.1%2，但是在一些关键领域和核心零部件环节，如在高端芯片、航空发动机、基础材料、数控机床、工业软件等领域，中国企业自主创新能力仍然薄弱，存在“卡脖子”现象。值得注意的是，当今世界数字技术正全方位地渗透社会经济生活的各个方面，以5G、云计算、工业互联网等为代表的数字基础设施，正成为推动中国企业技术创新和赋能传统产业转型升级的重要力量。数字基础设施主要涉及5G、数据中心、云计算、人工智能、物联网、区块链等新一代信息通信技术，以及基于此类技术形成的各类数字平台。那么，作为市场主体的中国企业能否借力数字基础设施实现企业数字化转型，利用数字技术实现企业在关键性、核心性领域技术创新的突破，这对于中国实现产业链自主可控具有非常重要的意义。

现有文献大多将影响企业技术创新的因素归结到企业内部，认为企业内部研发投入、融资约束、信息不对称和公司治理等问题是制约企业技术创新的主要因素。Duan[1]认为由于技术创新活动存在周期长、投入高、不确定性等外部性特点，在企业技术创新中“搭便车”行为容易促使企业选择模仿式创新。另一些文献从企业创新动力的视角展开研究，如Leal-Rodríguez[2]从企业内部企业文化的视角，鲁桐等[3]从公司治理的视角研究了影响企业技术创新的因素。与之不同的是，Yin[4]认为企业创新动力来源于外部市场竞争、需求引致和政策支持因素等。余明桂等[5]研究发现企业创新激励主要包括知识产权保护制度和产业政策激励。有部分学者从数字基础设施的视角研究城市技术创新问题。李霞等[6]发现数字基础设施通过大数据、信息服务和智慧应用等途径提高了城市创新能力。何凌云等[7]和沈国兵等[8]基于2003—2016年地级市数据，实证研究发现数字基础设施通过影响城市产业结构、信息化水平而影响城市创新水平。

总体来说，现有文献虽考察了数字基础设施与企业技术创新之间的关系，但仍存在一些不足之处：首先，在研究视角上，既有文献较少从微观企业的视角来考察数字基础设施对企业技术创新的影响，并且较少分析数字基础设施对企业技术创新的作用机制；其次，在研究方法上，现有文献主要采用数字基础设施投资量和产出量等内生性较强的衡量指标，导致研究结论易受到内生性问题干扰。同时，现有文献大多停留在城市层面，较少采用来自微观层面的数据开展研究，且样本时间跨度较短。因此，本文补充来自微观企业层面的证据，利用2008—2020年中国257个地级市中展开智慧城市试点的城市与上市公司数据合并，采用多期DID的方法从智慧城市试点政策的视角，实证分析数字基础设施对中国企业技术创新的影响。

本文可能的创新之处在于：①在研究视角上，首次以智慧城市建设作为准自然实验探讨数字基础设施对企业创新的激励效应，为研究数字基础设施与企业技术创新之间的关系提供新的理论视角。在影响机制上，揭示数字基础设施可以通过产业集聚、企业技术溢出和降低企业交易成本等方式影响企业技术创新；②在研究方法上，如果仅仅从投入或产出维度测度数字基础设施水平会引发与企业创新的逆向因果和内生性问题，而本文利用智慧城市的准自然实验来代理数字基础设施投入，能够在一定程度上避免内生性问题干扰；③在研究数据上，不同于大部分文献直接剔除2013年和2014年的两批智慧城市试点的做法，本文通过构建多期DID模型囊括全部智慧城市，避免可能的样本偏误。

二、 政策背景与理论分析

1. 智慧城市试点政策背景与数字基础设施建设

2012年住房和城乡建设部发布《国家智慧城市试点暂行管理办法》和《国家智慧城市（区、镇）试点指标体系（试行）》两个文件1，规定智慧城市试点指标体系包括城市保障体系和基础设施、智慧管理与服务、智慧产业与经济、网络基础设施、产业要素聚集、新兴产业发展等一级、二级指标体系。智慧城市试点指标体系与城市数字基础设施建设水平密切相关，构成城市数字基础设施建设的主要内容。在智慧城市建设的背景下，各级地方政府积极出台了上百项与智慧城市相关的资金、技术、人才配套规划和政策，以指导和加快各省市数字基础设施建设进程。各地区通过推动以5G、AI、云计算、物联网、数据中心、工业互联网和空间地理信息等新型数字基础设施在城市资源共享、协同合作等方面的深度应用，提升城市创新环境和产业创新生态。例如，上海市政府与中国电信携手建设智慧城市，签署了提升基础设施能级的战略合作框架协议。围绕数字基础设施建设，上海市相继出台了很多方向精准的智能科技政策，譬如搭建工业电子商务平台、打造关键领域信息技术应用示范、企业上云用云网络化改造、互联网智造新模式示范点等措施，为企业技术创新提供了全周期、全产业链、全方位的支撑。智慧城市建设加快了城市数字基础设施建设进程，改善和优化了企业创新环境。

2. 理论分析与研究假设

数字基础设施搭建了有利于企业技术创新的资源和平台，加速了企业数字化转型进程，提升了企业技术创新水平。数字基础设施可以通过促进范围经济、网络经济和提高产业关联度等提高企业生产率和创新水平[9]。一方面，数字基础设施能促进范围经济，降低企业平均成本和资源消耗。数字技术运用不仅可以引起企业规模扩大，还会促使企业进行产品多样化生产，平摊了企业平均生产成本[10]。借助于数字经济平台积累的海量客户，企业可以低成本的开展多样化经营，满足大量个性化、边缘化的消费需求，范围经济促使企业更有动机进行产品创新。另一方面，良好的数字基础设施能够消除经济往来障碍，提升经济活动的互通互联性，打破地理限制，有利于企业全方位地接收信息，快速、便捷地交流和交换信息，提升了企业创新资源获取途径和利用效率，提升企业技术创新水平[11]。由此，本文提出如下假说：

假说1：数字基础设施正向促进企业技术创新。

数字基础设施发展促进了产业在地理空间产业层面的集聚，加强了企业之间的地理空间联系，使不同产业之间相互共享资源和技术。一方面，数字基础设施能够打破区域市场分割和地缘障碍，促进产品与要素的跨区域流动，形成地理上互融共通的产业链供应链，促进了区域一体化和各地区合理分工，从要素供给和产品需求两方面拓展企业的发展空间，从而提高企业的生产效率[12]。另一方面，数字基础设施建设加快了产业的物理空间集聚和虚拟空间集聚，增强上下游产业间的关联，促进产业间的延伸融合以及产业内部的重组融合，形成融合性的产业新体系[13]，促进了不同地区和企业间的知识流动和技术溢出，提升了企业技术创新水平。同时，依托于数字基础设施平台，地理空间邻近的产业集聚还有利于企业降低与客户间的信息不对称程度，通过缩减中间交易环节和时间损耗而大幅提高企业全要素生产率。由此，本文提出如下假说：

假说2：数字基础设施通过促进产业集聚提升企业技术创新。

数字基础设施加强了企业间示范与模仿、人才流动、外包与合作和产业链关联，促进了产业集群内的技术溢出效应。对于技术输入方而言，数字基础设施一方面能够增强企业创意开发、缩短技术开发周期，另一方面数字基础设施有利于企业节约技术创新资源、完善研究开发系统和培育创新管理能力，加强技术吸收能力。而对于技术溢出方，企业凭借数字技术能够突破上、中、下游企业之间的垂直壁垒，促进行业内技术溢出，以及产业链之间的垂直技术溢出，以技术溢出为纽带，加速构建“链主企业+上下游中小企业”的协同创新模式，从而提高企业技术创新水平。综合来看，数字基础设施能够提高企业间的技术联系，增强行业内技术溢出效应和行业间的垂直溢出效应，提升企业技术创新。由此，本文提出如下假说：

假说3：数字基础设施通过增强企业间技术溢出，促进企业技术创新。

数字基础设施为信息的高效自由传输提供了便利，大大降低了企业中间交易成本。一方面，通过构建以5G、大数据、工业互联网为基础的数字平台，能够破除产业链各个环节间的数据孤岛，不仅大大降低企业运营成本，而且还实现了企业研发、生产、供应、销售以及服务全产业链的信息贯通[14]，使处于产业链不同环节的企业信息更加透明，上下游企业之间的联系更加便捷，从而大幅度降低企业之间的信息传递成本、库存管理成本以及市场交易成本[15]。另一方面，数字基础设施通过构建开放的云创新平台，能够与运营商、政府、上下游企业等建立起广泛的创新合作关系，并依靠技术云、信息云等平台技术在创新链中实现信息和技术共享，从而大大缩短了产品研发周期，降低了企业研发成本，最终提升企业技术创新。由此，本文提出如下假说：

假说4：数字基础设施通过降低企业中间交易成本，促进企业技术创新。

三、 研究设计

1. 模型设定

本文以智慧城市试点政策作为准自然实验实证分析数字基础设施对中国企业自主创新的影响。本文采用智慧城市试点政策来衡量数字基础设施，主要理由是：第一，智慧城市试点指标体系包括城市智慧产业与经济、网络基础设施、产业要素聚集、新兴产业发展等一级、二级指标内容，涵盖数字基础设施的主要内容，具有一定代表性和合理性；第二，避免内生性问题。智慧城市试点作为一项准自然实验，采用DID方法能够准确地分离出对企业技术创新的影响效应，智慧城市试点政策冲击的处理效应对于企业技术创新而言是严格的外生冲击，一定程度上能够避免遗漏变量偏误。本文参考Beck等[16]的做法构建如下多期DID模型：

[Lnpgit=α0+α1smartcityit+jNαjXit+ηt+Ii+Ci+εit]  （1）

式（1）中，Lnpg为衡量企业创新水平的专利申请授权数。smartcityit为智慧城市试点虚拟变量，表示i企业所在的地级市在t年是否被确定为智慧城市，试点后所有年份取1，否则取0。α1是核心参数，衡量数字基础设施对企业技术创新水平的“净效应”。X为一组随时间而变的企业和城市层面控制变量。ηt为年份固定效应，Ii为行业固定效应，Ci为省份固定效应，εit为随机扰动项。

为了检验数字基础设施政策对企业创新影响的动态效应，本文借鉴Serfling[17]的做法构建如下回归模型：

[Lnpgit=ρ0+ρ1pre_3+......+ρ4current+......+ρ10post_6+νit] （2）

式（2）中，pre代表智慧城市试点政策实施前，post代表智慧城市试点政策实施后，数字表示政策实施前或后的第几年。current表示2013年为政策真正实施的当年并且是智慧城市实验组时取值为1，否则为0；其他变量的定义以此类推。

2. 变量选取

被解释变量是企业技术创新水平。本文借鉴郭玥[18]的做法，用专利申请授权数（Lnpg）进行测度。同时，本文采用企业发明专利和研发投入强度作为替代变量进行稳健性检验。变量包括专利申请数（Lnpa），发明专利授权数（Lnig），研发投入强度（rd_ratio）。