基礎研究經費多元化與公共-私人部門解耦
——以美國為例

孟巧爽，李樂逸，唐福杰，張香平，孫玉濤

(1.大連理工大學經濟管理學院，遼寧 大連 116024；2.國家自然科學基金委員會財務局，北京 100085)

0 引言

中國基礎研究投入不足、來源單一已嚴重制約創(chuàng)新驅動發(fā)展。2021年中國基礎研究經費為1696億元，占研發(fā)經費的6.09%，與美國等發(fā)達國家15%～20%的比例仍存在較大差距。中國基礎研究面臨高度依賴財政資助、企業(yè)投入不足等問題[1-2]，建立基礎研究多元投入機制已成為解決基礎研究投入強度不足的重要途徑。

經費來源方面，發(fā)達國家基礎研究投入中政府占主導地位，高等學校、政府研究機構和企業(yè)的投入比重在不同國家各有側重[3]?，F(xiàn)有研究利用熵指數測算基礎研究經費投入渠道的演進特征，結果表明美國基礎研究多元化程度較高，中國基礎研究投入渠道較為單一[4]。經費執(zhí)行方面，美國等創(chuàng)新型國家基礎研究經費執(zhí)行主體各異，但企業(yè)對基礎研究均給予足夠重視[5-6]。相對而言，我國基礎研究經費執(zhí)行主體主要以科研院所和高校為主，企業(yè)主持和參與重大基礎研究項目較少，基礎研究領域的產學研合作較弱，不同類型主體間的互動機制有待完善[7]。

現(xiàn)有研究主要關注基礎研究經費來源或執(zhí)行部門的單邊多元化。實際上，基礎研究經費來源多元化與執(zhí)行部門結構具有密切關聯(lián)[8]，開展來源和執(zhí)行部門的交叉分析有助于揭示來源-執(zhí)行部門配置結構，厘清來源部門與執(zhí)行部門間的互動關系。為此，本研究首先建立美國基礎研究經費來源-執(zhí)行部門配置結構框架，從單邊和交叉結構視角研究美國基礎研究經費來源-執(zhí)行部門配置的多元化；其次，分析公共-私人部門在經費來源-執(zhí)行配置中的運行關聯(lián)，運用DEA模型測算美國基礎研究效率，實證檢驗基礎研究經費多元化、公共-私人部門解耦對美國基礎研究效率的影響。

1 理論框架、研究方法及數據

1.1 理論框架

國家創(chuàng)新體系理論指出，一國研發(fā)活動的主要參與者包含政府、企業(yè)、大學和研究機構等[9]?；诿绹鴩铱茖W基金會 (National Science Foundation，NSF)的統(tǒng)計，美國基礎研究經費的來源部門包含聯(lián)邦政府、地方政府、企業(yè)、大學及非營利組織；基礎研究執(zhí)行部門包含聯(lián)邦政府研發(fā)機構、聯(lián)邦政府資助研發(fā)中心、州政府研發(fā)機構、企業(yè)、大學及非營利組織 (見圖1)。本研究將聯(lián)邦政府、地方政府及大學劃為公共部門，企業(yè)劃為私人部門。非營利組織作為第三方機構，獨立于公共或私人部門。

圖1 美國基礎研究經費來源-執(zhí)行分析框架

基礎研究具有長期性、高風險和外部經濟的特征[10]。公共部門是美國基礎研究主要的來源與執(zhí)行主體，聯(lián)邦政府承擔基礎研究的引領、撬動和催化作用[11]。在高強度、多元化支持下，聯(lián)邦政府研發(fā)機構、聯(lián)邦政府資助研發(fā)中心、大學成為美國基礎研究的重要執(zhí)行者[12]。政府研發(fā)機構作為直接參與知識生產的政府部門，其研究由國家組織進行，知識外溢取決于管理者意圖。相對而言，知識外部性最大化是研究型大學存在的基礎[13]。企業(yè)不僅是美國基礎研究經費來源的重要主體，也是基礎研究經費重要的執(zhí)行者，是影響基礎研究資金流、知識流的關鍵部門。伴隨新興技術變革，研發(fā)活動本質向應用性、跨學科、異質性和網絡化轉向，需求側因素對基礎研究資金配置的影響逐漸提升[14]。相較于政府來源的基礎研究經費，企業(yè)來源的基礎研究經費更有助于提升制造業(yè)生產力[15]。

基礎研究作為準公共品，經費配置受公共部門和私人部門運行關聯(lián)的影響[16]。公共部門支持市場機制不能發(fā)揮決定性作用的關鍵領域基礎研究，私人部門承擔市場需求導向的基礎研究[17]。從基礎研究經費來源-執(zhí)行單邊結構和交叉結構多元化出發(fā)，厘清基礎研究經費來源部門和執(zhí)行部門的互動關系，有助于明確美國基礎研究公共及私人部門之間的耦合特征。

1.2 研究方法

(1)熵指數。熵指數是測度多元化廣泛使用的一種方法，本文選取Shannon指數和Gini-Simpson指數[8]測度美國基礎研究來源-執(zhí)行單邊部門、交叉部門結構多元化。測算公式為：

(1)

(2)

其中，N為基礎研究經費來源或執(zhí)行部門數量；pi為各部門占基礎研究經費的比例。多元化指數最小值為0，表明基礎研究僅有一個來源或執(zhí)行部門?；A研究在各部門分配得越均勻，多元化指數越高。熵指數最大值為h=lnN和d= (N-1)/N。

(2)數據包絡分析。依據基礎研究經費來源-執(zhí)行框架，將企業(yè)、高校、政府、非營利組織視為異質性生產單元[18]，利用超效率BCC-DEA模型、Malmquist-DEA指數模型[19]測算美國各部門的基礎研究效率。

DEA模型存在n個決策單元，每個決策單元使用s種投入、m種產出。Yjk是第k個單元第j個輸出變量 (1≤j≤m)，Xik是第k個決策單元第i個輸入變量 (1≤i≤s)。Xj為第j個決策單元的s維投入向量，Yj為第j個決策單元的m維產出向量。規(guī)模報酬可變時，BCC模型效率θ滿足以下條件：

Minθ

(3)

在上述基礎上，采用超效率模型[20]求解第t個決策單元效率時，其約束條件中決策單元的參考集合將每t個決策單元排除在外。無效率決策單元值與BCC模型一致，有效率決策單元得到大于1的不同效率數值，實現(xiàn)不同決策單元間的效率比較[21]。為了分析效率動態(tài)特征，利用距離函數比率計算Malmquist效率[22]。計算公式為：

(4)

1.3 數據來源

美國國家科學基金會對1953—2020年美國基礎研究各來源、執(zhí)行部門的經費進行了詳盡統(tǒng)計，為分析基礎研究經費來源-執(zhí)行部門配置結構演變奠定了基礎。本文選擇各統(tǒng)計年度的實際值，NSF科學與工程指標 (Science and Engineering Indicators)提供各執(zhí)行主體專利和論文數量。

2 美國基礎研究經費部門結構多元化測度

2.1 基礎研究經費來源-執(zhí)行結構演變

美國基礎研究經費來源-執(zhí)行單邊結構數據如表1所示。從來源部門角度看，在公共部門資助基礎研究模式下，1953—2012年聯(lián)邦政府來源占比超過50%，是美國基礎研究經費來源的核心部門。但近10年來，以企業(yè)為代表的私人部門成為基礎研究經費來源的重要增長力。企業(yè)來源經費占比從2012年的20.72%提升至2020年的33.51%，聯(lián)邦政府來源比例在2020年下降至40.60%。私人與公共部門在經費來源中的差異縮小，大學和非營利組織在基礎研究經費來源中的占比在近5年基本穩(wěn)定在13%和10%，是美國基礎研究經費來源的重要組成部分。從執(zhí)行部門角度看，盡管大學是美國基礎研究經費執(zhí)行的核心部門，但最近20年以企業(yè)為代表的私人部門執(zhí)行基礎研究經費占比顯著增長。2003年大學占美國基礎研究經費執(zhí)行的55.12%，企業(yè)占比為15.19%，大學是經費執(zhí)行主體。2020年大學執(zhí)行占比降至47.21%，企業(yè)執(zhí)行占比增至32.14%，企業(yè)基礎研究執(zhí)行主體的角色不斷強化。聯(lián)邦政府研發(fā)機構、聯(lián)邦政府資助的研究中心在最近20年的基礎研究經費執(zhí)行比例也有所降低。無論從基礎研究經費來源還是執(zhí)行角度看，均存在公共部門作用逐漸弱化、私人部門作用逐漸強化的趨勢。

表1 美國基礎研究經費來源-執(zhí)行單邊結構數據

美國基礎研究公共-私人部門的來源-執(zhí)行交叉結構數據見表2。無論從來源經費的執(zhí)行結構還是執(zhí)行經費的來源結構看，公共-私人部門基礎研究經費配置的運行關聯(lián)均較低，基礎研究經費更多是在部門內部進行配置。2015—2020年，私人部門執(zhí)行經費來自公共部門的比例從9.42%降至6.32%，私人部門來源經費由公共部門參與執(zhí)行比例從9.89%降至7.96%。公共和私人部門在基礎研究經費來源-執(zhí)行中的互動持續(xù)減弱，公共-私人部門經費配置呈解耦趨勢。

表2 美國基礎研究經費公共-私人部門來源-執(zhí)行交叉結構數據

2.2 基礎研究經費來源-執(zhí)行單邊結構多元化指數

美國基礎研究經費來源-執(zhí)行單邊結構多元化指數見表3。1953—2020年，美國基礎研究經費來源結構Shannon指數從0.975提至1.324，執(zhí)行結構Shannon指數從1.488降至1.270，基礎研究經費來源多元化明顯提升、執(zhí)行多元化降低。

表3 美國基礎研究經費來源-執(zhí)行單邊結構多元化指數

經費來源方面，受聯(lián)邦政府基礎研究經費來源比例降低、企業(yè)和大學來源比例提升的影響，美國基礎研究經費的來源主體更為多元，來源結構多元化持續(xù)提升。經費執(zhí)行方面，近年來大學和企業(yè)執(zhí)行基礎研究經費的比例上升，而聯(lián)邦政府研究機構、聯(lián)邦政府資助研發(fā)中心執(zhí)行基礎研究經費的比例有所降低，導致基礎研究經費執(zhí)行結構多元化降低。Gini-Simpson指數與Shannon指數類似。

2.3 基礎研究經費來源-執(zhí)行交叉結構多元化指數

(1)執(zhí)行經費來源結構多元化指數。執(zhí)行經費來源結構中，聯(lián)邦政府執(zhí)行經費來源包括聯(lián)邦政府和聯(lián)邦政府資助研發(fā)中心2類；地方政府執(zhí)行經費來源只有州政府研發(fā)機構1類；企業(yè)執(zhí)行經費來源部門包括國內企業(yè)、國內其他企業(yè)、地方政府、聯(lián)邦政府、外資企業(yè)和其他6類；大學執(zhí)行經費來源部門包括聯(lián)邦政府、地方政府、企業(yè)、大學和非營利組織5類；非營利組織執(zhí)行經費來源部門包括聯(lián)邦政府、企業(yè)和非營利組織3類。美國基礎研究執(zhí)行經費來源部門結構多元化指數見表4。

表4 美國基礎研究執(zhí)行經費來源結構多元化指數

大學執(zhí)行經費來源部門多元化水平最高，其次是企業(yè)及非營利組織。盡管企業(yè)基礎研究經費來源包含6個部門，但高度依賴私人部門的投入，國內企業(yè)、國外企業(yè)投入占比超過90%，導致企業(yè)執(zhí)行經費來源多元化水平次之。聯(lián)邦政府執(zhí)行經費均來自公共部門，來源結構多元化相對大學和企業(yè)偏低。

近10年來政府執(zhí)行基礎研究經費的來源多元化降低，企業(yè)執(zhí)行基礎研究經費的來源多元化提升。聯(lián)邦政府直接資助比例提升及聯(lián)邦政府資助研究中心比例降低，造成政府執(zhí)行基礎研究經費的來源多元化降低。受地方政府、國內其他企業(yè)和海外企業(yè)資助比例提升的影響，企業(yè)執(zhí)行基礎研究經費的來源多元化明顯提升。大學執(zhí)行基礎研究經費主要依托聯(lián)邦政府投入，近年來由于聯(lián)邦政府來源比例降低，大學、非營利組織來源比例提升，大學基礎研究的經費來源更為多元。以上變化體現(xiàn)了美國基礎研究從高度依賴聯(lián)邦政府資助模式向面向產業(yè)部門需求轉變。公共部門經費更多地投入研發(fā)機構與大學，減弱了對私人部門的干預。

綜上，以大學為代表的公共部門執(zhí)行基礎研究經費主要依靠公共部門投入，私人部門投入對其來源多元化的影響較弱。私人部門基礎研究經費主要依靠私人部門投入，公共部門來源比重降低，企業(yè)間合作和海外合作拓寬了私人部門基礎研究的來源多元化。

(2)來源經費執(zhí)行結構多元化指數。來源經費執(zhí)行部門結構中，聯(lián)邦政府來源經費執(zhí)行機構包括聯(lián)邦政府、聯(lián)邦政府資助研發(fā)中心、州政府研發(fā)機構、企業(yè)、大學和非營利組織6類；地方政府來源經費執(zhí)行機構包括聯(lián)邦政府資助研發(fā)中心、州政府研發(fā)機構、企業(yè)和大學4類；企業(yè)來源經費執(zhí)行機構包括聯(lián)邦政府資助研發(fā)中心、企業(yè)、大學和非營利組織4類；大學基礎研究經費全部由其自身執(zhí)行；非營利組織經費來源執(zhí)行機構包括聯(lián)邦政府資助研發(fā)中心、企業(yè)、大學和非營利組織4類。美國基礎研究來源經費執(zhí)行結構的多元化指數見表5。

表5 美國基礎研究來源經費執(zhí)行結構多元化指數

聯(lián)邦政府來源經費執(zhí)行多元化水平最高，其次是非營利組織，企業(yè)和大學來源經費的執(zhí)行多元化水平較低。聯(lián)邦政府來源經費近60%由大學執(zhí)行，其余部分由聯(lián)邦政府資助研發(fā)中心、非營利組織、企業(yè)等部門執(zhí)行，來源經費執(zhí)行多元化較高。企業(yè)來源經費近90%由企業(yè)自身執(zhí)行，導致較低的來源經費執(zhí)行多元化，大學來源經費均由大學執(zhí)行。

近10年來政府基礎研究經費執(zhí)行多元化提升，企業(yè)執(zhí)行多元化降低。聯(lián)邦政府來源經費中，由聯(lián)邦政府內部、聯(lián)邦政府資助研發(fā)中心執(zhí)行比例降低，由大學、地方政府執(zhí)行的比例提升，導致政府基礎研究經費執(zhí)行的多元化。

近10年來企業(yè)經費由大學執(zhí)行比例持續(xù)下降，企業(yè)資助的研發(fā)中心、非營利組織參與執(zhí)行經費的比例有所降低，企業(yè)內部執(zhí)行比例明顯提升。企業(yè)來源經費的執(zhí)行多元化降低，私人部門基礎研究經費投入企業(yè)內部研發(fā)的激勵持續(xù)強化，投入公共部門的動機減弱。

3 公私解耦對美國基礎研究效率影響分析

3.1 模型與變量設定

為了檢驗基礎研究經費公共-私人部門配置對基礎研究效率的影響，構建如下隨機效應模型：

yit=α+β1decouplingit+β2decouplingit2+β3Controlsit+εit

(5)

其中，因變量yit為基礎研究效率，采用超效率BCC-DEA法的綜合效率 (crste)、純技術效率 (vrste)，以及Malmquist-DEA法的全要素生產率變化 (tfpch)、效率變化 (tech)、技術變化 (tecch)衡量。

基礎研究經費效率測算的投入和產出指標如下：

(1)投入指標：基礎研究經費主要由政府、大學、企業(yè)和非營利組織4類主體采用各主體執(zhí)行基礎研究經費金額作為投入指標[18]。

(2)產出指標：專利授權數和科技論文數是表征創(chuàng)新效率[18，23]、評價基礎研究產出成果的核心指標[24]。專利產出為各執(zhí)行主體年度專利授權數，論文產出為各執(zhí)行主體年度科技論文發(fā)表數。由于DEA模型要求不同決策單元具有相同的產出，考慮到數據的可得性，基礎研究效率測算期為1998—2016年。

核心解釋變量為公共-私人部門解耦decoupli-ngit?？紤]到公共-私人部門及經費來源-執(zhí)行關系，采用私人部門執(zhí)行經費來自公共部門比例 (PperformG)、公共部門執(zhí)行經費來自私人部門比例 (GperformP)、公共部門來源經費由私人部門執(zhí)行比例 (GsourceP)以及私人部門來源經費由公共部門執(zhí)行比例 (PsourceG)進行刻畫。為了檢驗是否存在公共-私人解耦的閾值，納入變量的平方項進行檢驗。

控制變量為基礎研究經費多元化水平，包含單邊結構的經費來源多元化、經費執(zhí)行多元化以及交叉結構的執(zhí)行經費來源多元化。沿用前文多元化測度中的Shannon和Gini-Simpson指數衡量，變量的描述性統(tǒng)計結果見表6。

表6 變量描述性統(tǒng)計結果

3.2 實證結果與分析

表7所示為基礎研究經費多元化與基礎研究效率的關系，結果表明來源多元化與基礎研究效率負相關，執(zhí)行多元化和交叉多元化與基礎研究效率正相關。對各執(zhí)行主體提升執(zhí)行基礎研究經費的來源多元化，有助于提高基礎研究效率。

表7 美國基礎研究經費多元化與經費使用效率

表8所示為公私解耦對基礎研究效率的影響，列 (1) (2)中PperformG2估計系數顯著為正，表明私人部門執(zhí)行經費來自公共部門的比例與基礎研究全要素生產率變化呈正U形關系，但本研究樣本區(qū)間在對稱軸左側。GsourceP2估計系數顯著為負，表明公共部門來源經費私人部門執(zhí)行比例與基礎研究全要素生產率變化呈倒U形關系。列 (3) (4)中被解釋變量為效率變化，估計系數不顯著，表明公私解耦未通過效率增進影響全要素生產率。列 (5) (6)中被解釋變量為技術變化，PperformG2估計系數顯著為正，表明私人部門執(zhí)行經費來自公共部門比例與基礎研究效率的技術變化呈正U形關系，但本研究樣本區(qū)間在對稱軸左側；GsourceP2估計系數顯著為負，表明公共部門來源經費私人部門執(zhí)行比例與基礎研究效率的技術變化呈倒U形關系；PsourceG2的估計系數顯著為負，表明私人部門來源經費由公共部門執(zhí)行比例與基礎研究效率的技術變化呈倒U形關系。

表8 美國基礎研究經費公共-私人部門結構與經費使用效率

圖2所示為公私解耦與基礎研究效率技術變化的擬合關系。當公共部門執(zhí)行經費來自私人部門的比例 (GperformP)低于4.5%時，降低公私耦合有助于基礎研究效率增進；公共部門來源經費私人部門執(zhí)行比例 (GsourceP)為2.6%左右時，基礎研究效率達到閾值。2020年美國公共部門來源經費私人執(zhí)行比例為3.6%，降低公私耦合有助于提升公共部門基礎研究效率。私人部門來源經費由公共部門執(zhí)行占比 (PsourceG)及私人部門執(zhí)行經費來源于公共部門的比例 (PperformG)在14%左右時最有助于提升基礎研究效率。2020年美國私人部門來源經費中公共部門執(zhí)行比例為7.96%，私人部門執(zhí)行經費來自公共部門的比例為6.32%。盡管美國私人部門呈現(xiàn)與公共部門的解耦趨勢，但私人與公共部門的過度解耦不利于私人部門基礎研究效率，公私解耦對私人部門基礎研究效率存在倒U形影響。

圖2 美國基礎研究經費公共-私人部門耦合與基礎研究效率擬合關系

4 研究結論及啟示

4.1 研究結論

第一，1953—2020年美國基礎研究經費來源多元化明顯提升，執(zhí)行多元化有所降低。政府是美國基礎研究最主要的經費來源，但近年來企業(yè)基礎研究投入和執(zhí)行的重要性提升。

第二，近10年來美國政府基礎研究經費來源多元化降低，企業(yè)來源多元化提升。公共-私人部門執(zhí)行經費均有強化部門內經費來源、弱化跨部門經費來源的趨勢。

第三，近10年來美國政府基礎研究經費執(zhí)行多元化提升，企業(yè)執(zhí)行多元化降低。企業(yè)的經費執(zhí)行持續(xù)向企業(yè)集中，導致企業(yè)經費的執(zhí)行多元化下降。

第四，公共-私人部門解耦有助于提升公共部門基礎研究效率，但對私人部門基礎研究效率存在倒U形影響。

4.2 研究啟示

第一，應提升基礎研究投入多元化水平。我國的基礎研究經費高度依賴公共部門投入，私人部門投入不足。單純依靠中央政府投入無法有效解決基礎研究與后續(xù)研發(fā)的互動。在持續(xù)加大政府財政基礎研究投入的同時，建議吸引社會資本投入基礎研究，加強企業(yè)基礎研究投入，發(fā)揮私人部門在市場導向應用型基礎研究中的作用。

第二，強化私人部門在基礎研究來源與執(zhí)行中的主體作用。企業(yè)基礎研究投入偏低是制約我國基礎研究的短板，2018年中國基礎研究經費中企業(yè)執(zhí)行占比僅為3%，同期美國占比達到30%。建議擴展企業(yè)基礎研究經費來源渠道，推廣自然科學基金聯(lián)合基金范圍，鼓勵企業(yè)面向產業(yè)需求投入應用基礎研究，減少公共部門對企業(yè)基礎研究方向的干預。依托創(chuàng)新型企業(yè)和行業(yè)龍頭企業(yè)建設企業(yè)國家實驗室、參與行業(yè)關鍵共性技術協(xié)作攻關。

第三，加大公共部門對國家實驗室的支持力度。多元主體共建的國家實驗室提升了美國基礎研究能力[25]。2020年美國國家實驗室基礎研究經費的98.4%來源于聯(lián)邦政府，而中國部分國家實驗室財政支持不足。建議通過財政對國家實驗室的高強度穩(wěn)定支持，強化公共部門對市場機制不能發(fā)揮決定作用的關鍵領域投入。

第四，完善高校在基礎研究創(chuàng)新生態(tài)中的核心地位。2019年，中國高校研發(fā)經費中基礎研究占比40%，同期美國高校達到60%。建議持續(xù)增加政府對高?；A研究的穩(wěn)定性財政經費支持，強化高校在國家創(chuàng)新體系中開展基礎研究的主體功能定位。以高校為基點，推進產學研合作中企業(yè)基礎研究需求與公共部門基礎研究資助之間的有效對接。