汇率调整对制造业厂商技术升级的影响机制

汇率调整可以影响制造业厂商的出口需求，也会影响进口成本。同时，出口需求的变化又会影响厂商放弃出口转而从事自主创新等活动的机会成本。出口变化将产生技术升级的派生需求效应，而成本变化将产生比较成本效应（Landon，S．＆Smith，C．E．，2007），汇率调整将通过这两个效应影响技术引进与自主创新。本节将分析外向型经济中汇率调整对制造业厂商技术引进与自主创新的不同影响。

4．2．1　前提假设

1．国际市场成熟产品的替代品多，价格弹性大，而新产品的价格弹性低

根据产品生命周期理论，处于成长期或者成熟期的产品，因为利润较高而且稳定，竞争者见到有利可图，就会积极进入该市场，生产并销售类似产品，从而使替代品增加。相反，对于利用新技术生产的高新科技产品来说，其利润还不稳定，特别是技术专利的存在使得竞争者无法提供类似产品，降低了产品的替代性。

根据消费者理论，当产品的替代品多时，该产品的价格弹性就很高；产品替代品少时，其价格弹性就很低。因此，成熟产品的价格弹性高，而新产品的价格弹性低。对于成熟产品的出口商来说，提高出口价格就会减少市场需求，出口收入下降；对于高新技术产品的出口商来说，提高出口价格对市场需求的负面影响不大，出口收入也不会有显著降低。

2．国际市场不同产品的收入弹性存在差异

对于不同的产品来说，其价格弹性和收入弹性是不同的。对于成熟产品来说，多数产品已经成为必需品，无论公众收入水平是多少，对这类产品均存在刚性需求，但随着收入水平的上升，对这类产品的需求呈递减趋势，因而具有收入弹性低的特点。相反，新产品具有新的性能与外观，公众因为新奇或者特殊的性能而购买新产品。他们对新产品的需求并不存在刚性，收入上升时增加购买新产品，收入下降时减少购买新产品，因而新产品的收入弹性高。成熟产品和新产品在收入弹性方面的差异决定了成熟产品的需求无法随世界经济的发展而稳步上升，而新产品的销售则会因为世界经济发展而大幅提高。

3．在技术引进和自主创新过程中支付的货币是不同的

在技术引进和自主创新过程中，厂商都要支付一定资金，但是，总体上说，厂商在两种投资中所支付货币的币种是不同的。在技术引进过程中，厂商从境外购买先进技术，需要支付外币。在自主创新过程中，厂商也可能从国外获得投入品和创新人才，支付外币。但是，大多数情况下，厂商可以在国内获得投入品和相关的创新人才，用于支付自主创新投资的主要为本币。

4．2．2　汇率调整对制造业厂商技术升级的影响机制

为了构建模型研究汇率调整对制造业厂商技术引进和自主创新的影响，我们先从收益和成本角度分析汇率调整对制造业厂商技术引进和自主创新的微观影响机制。

汇率调整会改变制造业厂商生产制造投资和技术更新投资的边际收益，从而改变制造业厂商的生产制造投资和技术更新投资的总量，影响厂商的规模扩张与技术升级战略。本币升值时，出口利润下降，增加生产制造投资的边际收益下降，技术升级投资的边际收益上升，厂商将减少生产制造投资，增加技术升级投资。本币贬值时，出口利润提高，增加生产制造投资的边际收益上升，技术升级投资的边际收益下降，厂商将增加生产制造投资，减少技术升级投资。总体上看，汇率调整对技术引进和自主研发具有两个效应，即比较成本效应和派生需求效应。前者反映了汇率调整对技术引进和自主创新的成本的影响，后者反映了汇率调整对技术引进和自主创新的收益的影响。

1．比较成本效应

比较成本效应指汇率调整后，国内外比价关系发生变化，技术引进的成本以及自主研发的机会成本将改变，从而影响企业的技术引进和自主研发行为。汇率调整对技术引进和自主创新产生的比较成本效应是有差异的，具体影响机制如下。

第一，技术引进的比较成本效应。本币升值时，本币在国际市场的购买力上升，将本币兑换为外币购买国外技术成本更低，技术引进的比较成本效应为正。本币贬值时，本币在国际市场的购买力下降，购买国外技术的成本上升，技术引进的比较成本效应为负。

第二，自主创新的比较成本效应。本币升值时，自主研发的本币投入不变，可以认为自主研发的比较成本效应为零。但是，从隐性成本角度来看，本币升值后，用于自主研发的本币投入的外币价值提高，即自主研发的机会成本上升，比较成本效应为负。本币贬值时，自主研发的本币投入不变，但外币价值下降，自主研发的机会成本下降，自主创新的比较成本效应为正。当然，如果厂商在本币升值后利用所持有的外币进行自主研发投入，其比较成本效应也为负。因此，总体上可以认为本币升值后，自主创新的比较成本效应不变。

图4．1显示了汇率调整对厂商技术引进和自主创新的比较成本效应的影响。图4．1中汇率采用直接标价法，汇率数值下降表示本币升值，而汇率数值上升表示本币贬值。

2．派生需求效应派生需求效应是指汇率调整将影响厂商的出口利润，并影响厂商对进一步推动技术进步的需求，从而改变厂商对技术的派生需求（derived demand）。同样，汇率调整对技术引进和自主创新产生的派生需求效应也是不同的。

图4．1　汇率调整的比较成本效应

第一，技术引进的派生需求效应。本币升值时，由于技术引进不能为厂商带来市场定价权，再加上技术引进所生产的成熟出口品的价格弹性高、收入弹性低，因此厂商不能调整出口品的外币价格，出口的本币利润下降，厂商对技术引进的派生需求也相应降低。因此，本币升值时的技术引进的派生需求效应为负。本币贬值时，出口利润上升，对技术引进的派生需求也提高，技术引进的派生需求效应为正。

第二，自主创新的派生需求效应。本币升值时，出口利润下降，增加现有成熟产品出口所能获得的收益不大，减少技术引进和生产投资、增加自主创新的机会成本下降。此外，厂商对新产品拥有在国际市场的定价权，再加上新产品的价格弹性低、收入弹性高，厂商可以通过进一步创新等形式维持甚至提高新产品在未来国际市场的价格，从而维持甚至提高出口利润，自主创新的派生需求效应为正。本币贬值时，出口利润提高，但厂商自主创新对产出影响的滞后期较长，不能满足当前增长的出口需求，自主创新的机会成本上升，因此，自主创新的派生需求效应为负。

汇率调整后，由于市场需求弹性和定价权不同，实施技术引进战略和自主创新战略的厂商的产品出口需求和成本将受到不同的影响，产生不同的派生需求效应和比较成本效应（见图4．2）。

图4．2　汇率调整对制造业厂商技术升级的作用机制

由图4．2可知，在汇率调整背景下，技术引进和自主创新的派生需求效应和比较成本效应都受到影响，因而它们的成本-收益关系也会随之而变，从而使厂商技术引进和自主创新投资发生变化。

4．2．3　汇率调整对厂商技术投资的影响

以上分析了汇率调整对技术升级以及技术引进和自主创新的影响机制。那么，在不同汇率水平上，厂商技术升级行为又会受到什么样的影响呢？以下我们在第一节的厂商技术升级模型中加入汇率因素，考察汇率调整产生的比较成本效应和派生需求效应的变动，进而研究汇率调整对厂商技术升级行为以及技术引进和自主创新可能产生的非线性影响。随着本币汇率的调整，厂商的出口收入会发生变化。例如，随着本币币值的提高，厂商出口收入将会下降，会给厂商带来流动性约束，进而改变厂商的技术投资。

1．无流动性约束的情况

在本币较低或本币贬值的情况下，厂商出口收入较高，拥有足够的资金进行生产投资和技术投资，因此，不存在流动性约束。在权衡技术投资和生产投资过程中，厂商拥有足够的资金，不必要为维持一种投资而削减另外一种投资。为了便于分析，我们假定生产投资和技术投资的成本均以本币标价，因而不受当前汇率影响^[1]。根据Aghion，Askenazy　＆Berman（2012）的研究，我们可以建立汇率调整影响下的厂商最优化模型。

在直接标价法下，厂商产品的本币价格可以表示为汇率和外币价格的乘积，即：

由（4．11）式，考虑了汇率因素后，厂商的收益函数（4．2式）和利润函数（4．3）式可以改写为：

调整后的厂商收益函数和利润函数表明，厂商增加技术投资后的收益将在未来体现，因而与当前的汇率水平无关。在其他情况不变时，当本币贬值时，厂商出口获得本币收入和利润上升；相反，当本币升值时，厂商出口获得的本币收入和利润下降。

考虑了汇率因素后，厂商最优化一阶条件（4．4）式，（4．5）式将发生改变。由（4．13）式，可以得到厂商实现利润最大化时的一阶欧拉条件，即：

（4．14）式和（4．15）式表明，当生产资本以本币表示的边际收益等于边际成本且技术投资的边际收益等于其边际成本时，厂商生产投资和技术投资同时实现均衡。当本币贬值时，S上升，厂商生产投资的边际收益超过边际成本，厂商将增加生产投资。

由（4．14）式和（4．15）式，可得厂商同时实现均衡时的条件：

由于0＜α＜1且0＜β＜1，当本币升值、S下降时，（4．16）式右侧上升，技术投资相对生产投资也会上升。也就是说，在厂商不存在流动性约束时，本币升值会减少生产投资的边际收益，技术投资的相对收益上升，厂商会更加注重技术投资，因而提高总投资中技术投资的比重，降低生产投资的比重，技术投资相对于生产投资增加。

由（4．16）式，可以发现无流动性约束的制造业厂商技术投资、生产投资和汇率之间的关系，即：

因此，在没有流动性约束情况下，汇率调整对厂商技术投资和生产投资的影响如图4．3所示。

图4．3　汇率调整对技术投资和生产投资的影响（无流动性约束）

图4．3表明，随着本币贬值、汇率值的上升，生产投资将逐步上升，技术投资不断下降。本币升值、汇率值下降时，生产投资下降，技术投资上升。由此可见，在没有流动性约束的情况下，本币汇率调整对制造业厂商的技术投资和生产投资有不同的影响。

由此可见，当本币币值较低甚至本币币值低估时，制造业厂商出口收入较高，流动性充裕，没有流动性限制。此时，本币升值会促使制造业厂商削减生产投资，增加技术投资，有助于实现技术升级。

2．存在流动性约束时厂商的最优化决策

我们根据Aghion，Askenazy　＆Berman（2012）的研究，把厂商的流动性约束表示如下：其中：u表示流动性约束系数，它一方面受厂商自有资金规模的影响，另一方面又受厂商融资能力的影响。（4．18）式表明，厂商的技术投资总量受其收入水平影响，收入水平越高，厂商持有的流动资金也越多，厂商从外部获取资金的能力也越强，因此厂商能够用于技术投资的资金就越多。在存在流动性约束的情况下，厂商生产投资越多，技术投资也更多，生产投资的增长会促进技术投资的提高。

这样，厂商的最优化决策就变为在流动性约束下实现利润最大化的过程，即在（4．18）式约束下最大化（4．13）式。

由（4．13）式和（4．18）式，可以得到存在流动性约束的情况下厂商的最优化决策，即：

（4．19）式表明，制造业厂商在决定生产投资规模时，也就决定了技术投资的规模。由（4．19）式可以得到在存在流动性约束情况下的厂商投资决策最优化的一阶欧拉条件，即：

一般来说，出口商所支付的技术投资资本成本必然小于其出口收入。如果厂商所支付的技术投资资本成本大于其出口收入，该厂商就没有利润，甚至会遭受损失，将无法进行长期经营。因此，（4．20）式中，1－c·u＞0。由于α＜1，且β＜1，我们可以得到：＞0。显然，本币升值、本币汇率数值下降时，制造业厂商生产投资也会下降。根据（4．18）式，由于厂商面临流动性约束，其技术投资的规模取决于生产投资规模，即＝＞0。由此可以得到面临流动性约束的制造业厂商技术投资和生产投资与汇率之间的关系：

由此可见，在存在流动性约束的情况下，本币升值会削弱厂商出口盈利能力，并抑制厂商的技术投资。

由于，对于绝大多数制造业厂商，生产投资都较大，因此，＜1，从而，即本币升值对制造业厂商技术投资的影响比对生产投资的影响小，汇率对生产投资的影响更强烈。因此，存在流动性约束时制造业厂商生产投资和技术投资与汇率的关系可以表示为图4．4。

图4．4　汇率调整对生产投资和技术投资的影响（存在流动性约束）

一般来说，本币升值会减少制造业厂商的出口收入，减少其流动性。当本币升值到较高水平时，制造业厂商收入的持续下降会使其流动性不足，从而抑制生产投资，危及厂商的正常经营，从而迫使厂商减少技术投资。此时，本币升值不仅会抑制生产投资，也会减少技术投资。

4．2．4　汇率调整对厂商自主创新的影响

自主创新是制造业厂商实现技术升级的重要渠道之一，也是制造业厂商实现技术持续升级的根本手段。这一部分考察制造业厂商在没有技术引进的情况下，汇率调整对制造业厂商自主创新投资的影响机制。

1．无流动性约束的情况

根据本节第一部分的分析，自主创新与技术引进最大的区别在于自主创新不仅能够提升技术水平，还能生产出替代品较少、甚至没有替代品的产品，并获得专利保护，从而可以在一定程度上获得垄断利润。因此，在没有技术引进的情况下，制造业厂商技术投资（Z）等于自主创新投资（D），而技术投资对厂商收入（R）的贡献系数（a）受自主创新投资（D）的影响。因此，制造业厂商的利润函数（4．16）式变为：

其中，τ为自主创新投资对收入的贡献率，且0＜τ＜1，说明厂商自主创新投资的边际收益也递减；j为自主创新投资（D）的成本，受研发风险、金融市场发展程度等因素影响；a（D）说明自主创新投资对厂商收入的影响受自主创新的强度影响：自主创新强度越大，未来生产的新产品的技术含量就越高，价格也会上升，但在其他因素不变的情况下，自主创新投资对新产品价格的推动作用递减，因此，a′（D）＞0，a″（D）＜0。

在没有流动性约束条件下，厂商在实现最优化决策时无须考虑流动性是否充裕。由（4．22）式，可以得到进行自主创新的制造业厂商在无流动性约束时实现利润最大化的一阶欧拉条件，即：

由于a″（D）＜0，0＜τ＜1且0＜α＜1，因此，

根据（4．24）式，在不存在流动性约束、厂商拥有充裕资金的情况下，本币贬值会提高生产投资的边际收益，促使厂商增加生产投资、减少自主创新投资。相反，本币升值会减少厂商的生产投资的边际收益，自主创新投资的边际收益相对上升，因而厂商会增加自主创新投资、减少生产投资。

2．存在流动性约束时厂商的最优化决策

如果本币持续升值，导致厂商出口收入下降、形成流动性约束时，厂商能够用于自主创新投资的资金量将取决于其生产规模，受生产投资的影响。类似地，自主创新投资和生产投资之间的关系可以表示为：

其中，uD表示厂商自主创新投资的融资约束系数，它的大小受厂商自主创新投资的风险、厂商现金流总量以及厂商从外部市场融资的便利度影响。厂商自主创新投资的风险越小、厂商现金流越充裕、从外部市场融资越便利，厂商的融资约束就越松，uD就越大。

在存在流动性约束的情况下，厂商最优化策略就演变为在（4．25）式的约束下最大化（4．22）式，得到如下的一阶欧拉条件：

（4．26）式等号左侧第二项反映了厂商生产投资上升后，将通过短期生产收入的扩张来提升厂商为自主创新投资的融资能力，并进而通过自主创新投资对产品价格的推动而实现的收入增长。显然，如果α＋α·τ＞1，则由于自主创新投资能够提高产品价格，扩大生产投资将会因为价格上升而获得更高的回报，因此生产投资存在规模报酬递增，最终厂商将无止境地扩大生产投资，产品价格也将无限上涨，使得产品价格中出现泡沫，使得生产经营模式将难以为继。因此，一般来说，α＋α·τ＜1。再加上a″（D）＜0，0＜τ＜1且0＜α＜1，1－j·uD＞0，由（4．26）式可知＞0。根据上一部分的分析思路，很容易得到：

这个结果表明，随着本币的持续升值，制造业厂商的出口收入下降，开始陷入流动性危机，厂商不得不减少生产投资，而生产投资的下降也减少了厂商的自主创新投资。因此，本币持续升值会导致生产投资和自主创新投资的下降。

结合不存在流动性约束和存在流动性约束时汇率调整对自主创新的不同影响，我们可以作出自主创新与汇率的关系图（见图4．5）。

图4．5　汇率调整对厂商自主创新投资的影响

图4．5中的为汇率的临界水平。当市场汇率S＜时，本币过度高估，厂商出现流动性约束，此时本币如果进一步升值（汇率数值减少），自主创新投资下降；当市场汇率S＞时，本币低估，厂商没有流动性约束，此时本币升值会降低生产投资的边际收益，产生投资的替代效应，厂商减少生产投资、增加自主创新投资。

4．2．5　汇率调整对厂商技术引进的影响

一般来说，技术引进是短期内缩短与国外技术差距的最便捷方法。这一部分将考察汇率调整对制造业厂商技术引进的影响。考虑到我国在引进技术时一般采用外币支付，因此我们假定制造业厂商在引进国外技术时以外币支付。同样，我们先考察厂商无流动性约束的情况，再分析厂商面临流动性约束时汇率调整对制造业厂商技术引进的影响。

1．无流动性约束的情况

假设厂商只通过技术引进实现技术升级，且技术引进成本以外币支付，那么制造业厂商的收入函数和利润函数将由（4．12）式和（4．13）式变为：

其中，F，，aF和f分别表示以外币标价的技术引进规模、技术引进对技术进步的贡献系数、技术引进收益的折算系数以及技术引进投资的资金成本。如果厂商以外币支付技术引进的成本，那么技术引进的规模取决于厂商用于支付技术的外币价值（F），因此本书以F反映技术引进投资的规模。与自主创新相比，技术引进对技术进步的贡献和对收入的贡献aF都存在差异。这一方面说明，把相同的资金用于自主创新和技术引进，厂商可以实现的技术进步存在差异。另一方面，即使通过自主创新和技术引进实现了同样幅度的技术进步，但由于两种方式获得的新技术以及利用这类新技术生产的产品的替代性不同，自主创新和技术引进对厂商收入的贡献也是不同。在自主创新效率高、所获得的技术市场需求大的情况下，自主创新投资对技术的贡献率大于技术引进的贡献率（τ＞），且自主创新投资有助于生产价格更高的先进产品，对收入的贡献也比技术引进大［a（D）＞aF］。从成本角度看，汇率影响技术引进的本币成本，本币升值时技术引进的成本下降，但汇率不影响自主创新投资的资金成本。

由（4．29）式，可以得到制造业厂商利润最大化的一阶欧拉条件，即：

（4．30）式也说明，当生产投资边际收益与技术引进投资的边际收益之比等于两者边际成本之比时，厂商的生产制造投资和技术引进投资同时实现均衡，厂商实现利润最大化。

由（4．30）式可见，在没有流动性约束的情况下，如果技术引进贡献系数稳定，技术引进投资的变动与汇率的平方成反比。由此可见，此时汇率调整对技术引进投资的影响比对自主创新投资的影响更大。

2．存在流动性约束时厂商的最优化决策

在存在流动性约束的情况下，厂商以本币表示用于技术引进的资金总量取决于厂商获得流动性资金的能力，最终受厂商当前生产规模的影响。因此，可以把存在流动性约束情况下厂商技术引进投资表示为当前生产规模的函数，即：

其中，uF为厂商技术引进投资的流动性约束系数。当厂商在金融市场融资能力强、所引进的技术市场前景好的时候，厂商就更容易为技术引进募集资金，流动性约束系数uF也更大。

在存在流动性约束的情况下，厂商的最优化决策就演变为在（4．31）式的约束下最大化利润函数（4．29）式的问题，可以得到存在流动性约束时厂商利润最大化的一阶欧拉条件：

一般来说，厂商技术引进投资的资本成本会小于当期的全部收入水平，因此1－f·uF·S＞0。由（4．32）式可知，由于0＜α＜ 1且0＜＜1，故＞0。由此可见，在存在流动性约束的时候，本币升值、汇率数值下降时，厂商出口收入减少，能够用于生产投资的资金量也下降。

由（4．31）式可知，在存在流动性约束时，技术引进投资量和生产投资量同向变动，＝α·uF·PF·A·Kα－1。由于1单位生产资本的边际产出必然小于资本投入本身，再加上技术引进投资的流动性约束系数（uF）一般也不大，因而技术引进投资的变动幅度必然小于生产投资的变动幅度。因此，技术引进投资的变动方向与生产投资相同，但小于生产投资，即0＜＜1。由于本币升值会减少生产投资水平，因此技术引进投资也会因本币升值而下降，但小于生产投资的下降幅度，即：0＜＜1。

由此可见，如果厂商面临流动性约束，本币升值时，厂商可获得的现金流减少，因而难以维持技术引进投资，甚至被迫减少技术引进投资。

图4．6　汇率调整对厂商技术引进投资的影响

如果其他因素不变，本币币值直接影响制造业厂商的流动性情况，则汇率调整的影响如图4．6所示。当本币币值较低时，汇率水平高于临界水平，厂商出口收入高，流动性充裕，不会面临流动性约束。此时，本币升值会降低生产投资的边际收益，从而产生替代效应，促使厂商减少生产投资，增加技术引进投资。随着本币的进一步升值直至汇率数值低于临界水平时，厂商的出口下降，出口收入减少，厂商可动用的资金下降，最终将制约厂商的技术引进投资，从而形成流动性约束，厂商被迫减少技术引进投资。此时，本币的持续升值将抑制厂商的技术引进投资。