原文信息：

Arora A, Belenzon S, Sheer L. 2021. Knowledge Spillovers and Corporate Investment in Scientific Research. American Economic Review, 111(3): 871-898.

原文链接：

https://www.aeaweb.org/articles?id=10.1257/aer.20171742

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引言

企业进行基础研究的目的是期望能够取得重大科学突破，并直接或间接地促进产品创新。文章将企业研发投入（R&D）区分为基础研究投入（“R”）与开发投入（“D”），并重点关注基础研究对企业的影响。基础研究通常以开放的论文形式披露，因此更有可能发生知识溢出，但当这些知识溢出到竞争对手企业时，有可能会影响企业自身的创新回报。所以在探讨基础研究对企业创新收益的影响时，需要综合考虑企业自身使用（internal use）获得的收益以及溢出到竞争对手企业（spillover）带来的成本。

这篇文章使用1980-2015年美国上市公司的论文发表和专利数据，发现当企业的基础研究产生的知识被自己使用时，提升了企业价值，并促进了更多的基础研究产出；但当被竞争对手使用时，损害了企业价值，并导致企业减少了后续的基础研究。作者估计：企业需要0.64次自引才能弥补竞争对手的1次引用给企业价值带来的损害；竞争对手的引用可能导致了企业基础研究产出下降了50%。因此，尽管企业会更多地利用他人产生的科学知识进行技术创新，但自己却不太愿意生产这些知识，意味着企业的偏好已经从生产基础知识转移到开发新技术（从R到D）。

分析框架

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这篇文章构建如下的分析框架。考虑企业0和企业1在同一产品市场中竞争，创新投入分别为d0和d1。企业0的基础研究投入会降低自身创新成本，但也会溢出到竞争对手企业，使其创新成本也降低。为简化分析，文章假设企业1没有科研投入，因此在分析中忽略它自身的科研投入对创新成本降低的影响。

企业决策过程可以分为三个阶段：

经过一系列推导，文章得出如下结论：在不考虑企业与竞争对手的战略互动的情况下，当企业基础知识溢出到竞争对手时，会损害企业价值并减少后续基础研究；当企业基础知识主要是自用时，则均为正向影响。考虑战略互动时，知识溢出到竞争对手损害了企业价值，但对企业后续基础研究的影响是不确定的。在非替代性的战略互动情况下，内部使用提升了企业价值。

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数据及样本

文章样本是1980-2015年美国制造业的上市公司及子公司，包含3807家企业和53110个“企业-年度”观测值。数据来源如下：（1）公司及会计信息来源于S&P North American Compustat；（2）科学出版物信息来自Web of Science；（3）专利及非专利文献的引用信息来自PatStat；（4）子公司信息来自ORBIS；（5）企业并购信息来自SDC platinum；（6）企业名称变更信息来自WRDS。这篇文章认为当企业的专利引用论文时，则视作该专利使用了论文中的知识，为了精确识别引用信息，作者做了大量的工作，详见原文及附录。

从描述性统计中可知，70%的企业在样本期间至少有1篇论文，平均每年每个企业要发表19篇文章。在2781家发表了文章的企业中，734家企业有至少一次自引，984家至少有一次他引。作者还发现，从论文被他引的次数来看，自引论文是非自引论文的十倍，自引次数高于平均值的企业往往拥有更高的研发效率和研发强度（Table2）。

计量模型

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本部分构建3个计量模型来验证在分析框架中得出的主要结论。

4.1 企业市值方程

企业价值用托宾Q值衡量；方程右边第一项为企业知识资产，用研发费用、论文和专利的存量衡量；第二项为内部引用，即企业i在论文发表后到t-2年的专利中引用自己论文的次数；第三项企业研发溢出到竞争对手的影响，使用被竞争对手引用企业论文的次数衡量，并借鉴Bloom(2017)，计算产品市场相似度为进行加权。结合前文，预期第二项的系数为正，第三项系数为负；即内部引用提升企业价值，而竞争对手引用损害企业价值。Z为控制变量，包括加权的企业研发投入、专利和论文的存量。

4.2 企业论文方程

与公式（2）类似，因变量为企业t年的知识产出情况，使用论文数量的自然对数衡量。

4.3 专利产出方程

该模型想估计的问题是：基础知识的使用是否推动了后续的技术创新。方程左边为i公司t年的专利数量的自然对数。右边第二项为i企业t-2年的论文存量，第三项为自引用的数量，第四项为引用竞争对手论文的数量。预期w2和w3的系数均大于0。

4.4 工具变量

模型还存在一些不可观测的时变因素会共同影响企业基础研究投入和论文被引用次数。比如，某些技术的商业价值大增（technology opportunity），那么企业在这个领域的研发活动会增加，相关专利被竞争对手引用的次数也会增加；或者某项技术的需求扩大（demand expansion），那么企业自身和竞争对手都会加大投入。因此，企业自身科研投入和竞争对手引用之间本身有可能存在正相关关系，而这些冲击主要是由于研发活动能为企业带来边际收益（而不是平均收益）所产生。文章为竞争对手引用专利寻找工具变量以缓解这一内生性。工具变量定义为企业所在州的税收减免政策的差异，即使用税收减免政策计算企业降低的研发成本，并预测因此带来的专利数量的增加，作为竞争对手引用企业专利的工具变量。该工具变量的外生性在于：税收减免相当于降低了研发成本，但并不会带来边际收益，因此外生于技术机会或者需求增加这样的冲击，也就不会对企业及竞争对手的科研活动同时产生影响。工具变量的相关性在于：税收减免导致研发成本降低，企业会申请更多的专利，也使竞争对手更多的引用企业的专利（附录A3报告了一阶段估计结果）。

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估计结果

5.1 对企业价值的影响

Table 4的结果表明，研发投入RD提高了企业价值，作者进一步将研发投入分解为R和D，发现企业价值提高的三分之二来自于对专利的投入；企业自引论文提升了企业价值，竞争对手引用则损害企业价值。通过计算发现企业需要自引0.63次才能弥补竞争对手引用1次带来的企业价值的损害。接下来，作者分别加入了用市场接近度和技术相似度加权后的竞争对手研发投入总量，帮助识别一些被竞争对手使用但没有明确引用的知识溢出。结果表明：竞争对手的引用仍然与企业价值负相关，同时发现竞争对手的研发投入也损害了企业价值。作者将竞争对手的研发投入也进行分解，发现竞争对手的论文产出与企业价值正相关，而专利产出则是负相关。这是因为论文是可以公开获取并免费使用，但专利使用却有成本，而且竞争对手专利也会挤占企业自身未来在产品市场上的利润。因此，基础研究是更有效的知识溢出来源，而下游开发活动的溢出则更有可能受到知识产权保护或者商业秘密等方式的阻碍。

5.2 对企业后续基础研究的影响

企业在决定是否进行后续的基础研究投资时，会在内部使用和溢出的边际收益之间进行权衡。以内部使用为例，科学知识的内部使用对企业的直接影响时提升了企业的边际收益，但间接影响取决于竞争对手的预期反应，如果竞争对手是策略互补的，则促进了企业的边际收益，进一步加强企业的后续科研投资；如果是策略替代的，则相反。溢出效应也同样存在直接影响和间接影响。

Table 5 汇报了企业基础研究投入对后续科研投入影响的回归结果。整体的结论与4.1一致：如果企业知识更多的被自己使用，那么后续会生产更多的科研成果。但并非所有的引用都与后续科研相关，作者发现较新的研究和质量较高的研究才会促进企业后续科研投入。竞争对手引用阻碍企业后续产出，但需要注意这里衡量的是一个净效应，即正向策略互补与负向策略替代的竞争对手的反应的净效应。

5.3 对企业后续专利产出的影响

科学知识降低了企业创新成本或者提高了创新投资效率，作者在这部分直接用专利数量来检验科学研究的使用是否促进了创新产出。Table7表明，企业论文存量和论文自引都促进了专利产出。企业引用竞争对手或者非竞争对手的论文均增加了企业专利数量。

结论与讨论

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文章结论表明，企业基础研究的投入促进了下游的技术开发，但当这些基础研究的知识溢出到竞争对手时，会损害企业利润。因此，当企业基础研究对于自身技术开发的重要性降低或者当这些知识更有可能溢出到竞争对手时，企业就会减少基础研究的投入。事实上，美国企业的研发投入正在从R转向D。从研发投入的比例来看，图1表明美国基础研究投入占企业研发总额的比例从31%（1985年）下降到20%（2008年），之后又有所回升；从创新产出来看，图2显示2015年的企业论文数量和1980年相比下降了60%，而专利数量没有明显的趋势。

文章为这种的变化提供了一个解释：基础研究对企业自身的重要性和知识溢出到竞争对手的程度影响了企业的科研投入。图3可以看到，从1985-2015年，企业竞争对手的引用自己的科研知识增加了约350%，而企业自引只增加了150%，这表明企业科研产生的知识更多的向竞争对手扩散。作者根据实证结果估计，竞争对手增加了引用可能导致了企业科研产出下降了50%；内部引用则增加了12%的企业科研产出，这意味着企业使用自身科研成果的净效应是导致企业科研产出下降40%。

推文作者：李季 厦门大学 lijisx@foxmail.com 欢迎讨论！

Abstract 

Using data on 800,000 publications by American public firms between 1980 and 2015, and patent citations to these publications, we study how corporate investment in research is linked to its use in the firm’s inventions, and to spillovers to rivals. Firms produce more research when it is used internally, but less research when it is used by rivals. This tradeoff may be related to the decline in upstream research relative to downstream development in corporate R&D. Over our sample period, the propensity to cite corporate science has increased for internal and rival patents, but citations by rivals have increased faster.

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