二 粤港澳大湾区城市创新功能分工与广州优势
在经济全球化和区域经济一体化的背景下，城市群已成为参与国家与国际分工和全球竞争的基本地域单元，区域创新发展越来越多地依赖于城市群内部的分工与协同。粤港澳大湾区建设国际科技创新中心需要我们了解区域创新活动的分布特征，掌握粤港澳大湾区各城市的竞争优势，尤其是作为省会城市与中心城市的广州的优势，从而制定合理的引导政策，发挥优势、补足短板，推进粤港澳大湾区城市群创新系统的协同发展。
创新活动存在于不同的技术领域中，一个地区在某个领域中具有明显的创新优势，就表示该地区在该领域实现了专业化，不同地区在不同领域实现专业化从而形成创新分工，这种分工模式的协调将影响整个区域的创新效率。本研究以粤港澳大湾区城市群为研究标的，利用分城市、分行业、分年度的专利数据展示城市群内部的创新分工情况，同时将不同年份的创新分工情况与产业分工进行对比，考察城市群从生产活动到创新活动的集聚与分工的演进特征，在此基础上提炼出广州的优势与创新发展模式，并据此提出对策建议。
（一）技术创新分工的度量方法
1.数据指标
专利是用于科技发展水平评价的最常用指标。我国的专利类型分为发明专利、实用新型和外观设计，其中发明专利往往被认为所含科技含量最高，开发难度最大，收益率最高，代表着核心创造力。因此，本研究利用发明专利授权数据考察城市群技术创新的分工情况。考察样本是粤港澳大湾区城市群，包括广州、深圳、珠海、佛山、中山、东莞、肇庆、江门、惠州，以及香港、澳门，考察时间是2004～2006年和2014～2016年，用三年的发明专利授权量总和代表各地区的创新总规模，以避免单个年份专利数据可能出现的偶然性。
2.技术领域分类
以往研究利用专利划分技术领域时往往按照国际专利分类标准进行，但这种分类难以体现技术领域与经济活动的关系。为使技术创新活动与当地产业对应起来，本研究将技术领域与行业分类进行匹配。利用科技创新情报平台提供的专利所属国民行业分类[2]，本研究共考察34个行业，包括27个制造业部门、农业、采掘业、废弃资源利用业、电力热力及水的供应业、建筑业和电信服务业，涵盖国民经济中与技术创新密切相关的所有行业。部门代码和名称如表2所示。
表2 代码、全称、简称对应表
3.优势领域的计算方法
显性技术优势（以下简称“RTA”）是分析各地区专利结构分布不均匀性的常用指标，体现了不同类别的创新活动在各地区的专业化程度。公式如下：
其中，RTAij表示i地区j行业专利的显性技术优势，pij为i地区j行业的专利授权量，pi表示i地区所有行业专利的授权总量，pj为所有考察地区j行业专利的授权数量，P表示所有地区所有行业专利的授权总量。若RTAij=1，说明该地区该行业的创新产出分布处于全地区的平均状态；若RTAij＞1，说明该地区该行业的创新产出相对集中，具有相对比较优势；若RTAij＜1，说明该地区该行业的创新产出相对分散，不具备相对比较优势。
为将创新活动在行业间的集聚与分工情况与生产活动在行业间的情况进行比较，本研究还将计算2005年和2015年各行业的产业区位熵指数。以往研究在计算这两项指数时，产值数据和就业人员数据是运用较多的指标，工业行业多用产值进行计算[3]，服务业则多用就业人数进行计算[4]。为保证统计口径的统一以及数据的可得性，本研究运用各工业行业的规模以上工业总产值计算工业行业区位熵和区位基尼系数，运用第一产业就业人员数、建筑业企业就业人员数和服务业就业人员数代表农业、建筑业以及服务业的区位熵和区位基尼系数。囿于数据的可得性，产业区位熵只测算珠三角九个城市的结果。
4.优势领域的识别
某地区某行业的RTA系数较大代表了该地区在这一产业的创新活动上具有相对比较优势，不同地区在不同产业上具有比较优势则可以展现出一种分工格局，然而，若该地区总体创新发展水平太低，即便该产业相对于某地区而言具有地方性优势，但对于整个区域而言也算不上比较优势。因此，为了真实反映地方性的创新优势所在，需要设定一个标准，若某一产业的创新产出具有地方化比较优势则必须满足两个条件：一是该地区该行业的RTA系数必须大于1；二是该地区该行业的发明专利授权量必须高于所有考察地区的平均值。产业的生产活动也存在同样问题，按相同标准进行处理。
（二）粤港澳大湾区城市群的创新分工格局
1.创新活动的行业分布
研究发现，粤港澳大湾区城市群的创新产出向部分城市和部分行业集中，其中行业主要集中在电信服务、电子设备、医药制造、电气机械等，城市主要集中在深圳、广州、香港、东莞、佛山，行业间和地区间均体现了一种分工格局。
有学者认为经济圈的中心城市和其他城市之间主要有两种专业化分工形式，一是根据比较优势生产不同技术等级的产品，二是根据比较优势从事不同的产品生产环节。[5]从第一种分工形式看，不同技术等级的产品生产所要求的研发强度不同，不同地区进行不同等级的产品生产，自然会造成创新产出方面的差异。例如，深圳聚集着计算机、通信和其他电子设备制造业，使得深圳在这一行业及相关领域的专利数量远超其他地区，类似的，香港在医药制造上的专利数量最多，广州在化学原料和化学制品制造业上的专利数量最多。所以由自身的产业基础带来的产品分工，也会带来创新活动在产业间的分工。从第二种分工形式看，研发属于生产环节中要求较高的一环，城市群的中心城市相对于外围城市将承担更多的研发功能。研究结果显示深圳、香港、广州几座城市大部分行业的发明专利数量高于其他城市，并不能说几乎所有产业集聚在中心城市中，而是要素集聚使城市间产生产业链环节上的分工。综上所述，粤港澳大湾区城市群的创新分工也具有两种形式：一是创新功能在产业间的分工，即各个城市依据自身产业基础，在不同产业间进行创新活动；二是创新功能在地区间的分工，即资源要素的集聚使城市间产生产业链分工，部分城市专门进行创新活动，部分城市专门进行生产活动。
2.各城市的比较优势分析
根据公式（1）计算出粤港澳大湾区11座城市34个行业的显性技术优势，并根据前文的筛选标准确定各城市的优势领域，为方便判断分工格局，用色阶图形式对结果进行展示。图1表示2004～2006年和2014～2016年两个时间段的创新分工格局，图2表示2005年和2015年的产业分工格局，图中横坐标表示11个城市（图2只有9个城市），纵坐标表示34个行业。图内色块表示该地区在该行业上具备比较优势，色块中的数字为显性技术优势系数（或产业区位熵），色块的颜色越深表示集聚程度越高，比较优势越明显，图中的空白部分表示不具备比较优势。色阶图可以直观展现城市群创新活动和产业活动的布局、分工和同构等现状。
图1 2004～2006年与2014～2016年创新分工格局比较
图2 2005年与2015年产业分工格局比较
（1）总体趋势
由图1可知，与2004～2006年相比，2014～2016年在技术创新上具备比较优势的行业更加集中在中心城市。2004～2006年，由于发明专利的整体数量较低，比较优势更容易显现，地区差距也较大，香港在发明专利数量上遥遥领先；2014～2016年，珠三角九座城市的发明专利数都经历了10倍以上的增长，赶超香港，数量上的差距相对降低，但具有比较优势的行业几乎全部集中在广州、深圳、香港、佛山和东莞五座城市中。
由图2可知，从产值（就业人数）上看，2015年比较优势行业在城市群中的布局更加分散，外围城市拥有的比较优势行业数量相对增多。2005年珠三角九座城市中，三城以上共有的行业为11个，2015年上升至13个，优势行业的互补性降低。类似石油加工、炼焦和核燃料加工业，非金属矿物制品业，木材加工和木、竹、藤、棕、草制品业的比较优势向外围城市扩散。
综上所述，在十年的发展过程中，中心城市几乎包揽了所有行业在技术创新上的优势，功能集中度很强，但在产业本身的集中度方面有所降低。可以看出，粤港澳大湾区城市群的产业同构性有一定提高，同时创新功能的集中程度也在提高，表明城市分工形成从产业间分工向产业链分工的演化趋势。对比图1和图2可以发现，在某种产业上具有比较优势的城市在该产业创新方面不一定具备比较优势，同样，拥有创新上比较优势的产业不一定是这座城市的优势产业，这是产业链分工的一个具体表现。
（2）广州与深圳的互补
广州市是粤港澳大湾区城市群中拥有创新优势领域最多的城市。在十年的时间跨度中，广州市在技术创新上具备比较优势的行业数量增多，涵盖绝大部分行业，优势较为突出的行业包括农业，农副食品加工业，金属、非金属矿采选业，化学纤维制造业，等等。从产值角度看，广州市的比较优势产业结构没有太大变化，交通运输设备制造业、化学原料和化学制品制造业、烟草制品业等行业一直是广州的优势产业，但区位熵大多有所下降。综合来看，广州市在技术创新方面的优势越发明显，在产业集聚上的优势有一定下滑，许多在创新上具有比较优势的产业并非广州自身的优势产业，反映了广州市的创新发展模式是向产业间横向发展的，承担了许多产业链的创新功能。
深圳市是珠三角城市群中专利数量最多的城市，但可以发现深圳市无论是在技术创新上还是在产值上拥有比较优势的产业并不多，体现出与广州市截然不同的发展模式。首先，在十年的时间间隔中，深圳市的比较优势产业基本维持在计算机、通信和其他电子设备制造业，仪器仪表制造业，电信、广播电视和卫星传输服务上，这些行业均属于高技术制造业和服务业，表明深圳在高技术行业上的集聚优势明显，并且从区位熵数值可以看出集聚效应越来越大。其次，深圳市在创新方面拥有比较优势的行业基本上是自身的优势行业，与广州市相比，深圳市是在自身产业优势的基础之上进一步发展创新优势，是产业链纵向发展的模式，在电子设备制造及电信服务上一直牢牢掌控着绝对优势。并且，深圳市在创新方面的优势行业与广州形成了互补。
（3）广东、深圳、香港的比较
2004～2006年，香港的科技创新优势遥遥领先，三年发明专利授权总量已达34609件，而当时深圳的发明专利授权量仅为3180件，广州不足2000件。那一时期香港在所有行业领域的专利数量均超过了城市群其他城市，优势突出的行业主要为医药制造、通用及专用设备制造、仪器仪表制造等，大多是高新技术领域。经过十年的发展，广东的科技创新能力迅速提升，到2014～2016年，深圳的发明专利授权总量已超过香港，广州与香港的差距进一步缩小。在这一时间段内，香港的创新优势较为突出的行业包括医药制造、专用设备制造、皮革制品、纺织服装等，在高新技术领域的优势逐渐被深圳和广州所取代。通过观察图1中广州、深圳、香港三座城市的分工情况，可以发现三座城市具备创新优势的领域基本没有重合，且优势领域的加总基本囊括了所有行业，表明广州、深圳和香港形成了良好的分工格局，具备深度合作的基础。此外，澳门的技术创新虽然总体规模偏小，但在文教、工美、体育和娱乐用品制造业中具备创新优势，同样是进一步合作的方向。
（4）其他城市的分析
佛山市和东莞市的发展模式比较类似，放在一起讨论。首先，佛山市和东莞市是在产值方面具有较多优势行业的城市，属于工业重地，其中佛山的金属制品业较发达，东莞更专注于电子设备产业。其次，由于工业基础良好，两座城市在创新方面的优势基本围绕自身的优势产业，在十年的跨度中具有比较优势的产业数量均增加，但更多体现在传统行业中。佛山市和东莞市是在夯实产业基础的同时进行创新发展，但两市存在一定的同构化现象。
中山、江门、惠州、珠海、肇庆这几座城市不论在产值方面还是在创新方面具备的优势均比较小。在十年的跨度中，这部分外围城市在产值上具有相对比较优势的行业数量增多，但在创新上的优势几乎全部向中心城市集聚，反映了外围城市更多地承担了生产功能。其中，中山、江门、珠海这三座珠江西岸的城市在医药制造业（中山、珠海）、化学纤维制造业（江门、珠海）上的生产优势较为明显，惠州和肇庆在农业之外，承接了石油加工（惠州）、木材制品（惠州、肇庆）和金属制品（肇庆）等产业的生产。
（三）创新分工特征与广州优势
通过以上分析，总结粤港澳大湾区城市群的创新分工特征如下。
粤港澳大湾区城市群的创新分工主要有两种形式。一是创新功能在产业间的分工，即各个城市依据自身产业基础，在不同产业间进行创新活动；二是创新功能在地区间的分工，即资源要素的集聚使城市间产生产业链分工，部分城市专门进行创新活动，部分城市专门进行生产活动。
创新功能向中心城市集聚。在十年的时间跨度中，城市群中心城市几乎在全部行业中具备创新比较优势，而外围城市具备产值比较优势的行业增多，一定程度上体现了中心城市主要承担创新研发功能，外围城市主要承担制造和加工功能的空间功能分工趋势。
技术创新优势体现在成长快、前景好的技术领域中。城市群与国家级高新区的创新产出向部分行业集中，主要包括电信服务、电子设备、医药制造、电气机械、化学制品等，均具有良好的发展前景和较大的发展机会。广东省是中国为数不多的在高技术领域中具备专业化优势的地区，这是广东省的一大优势，表明广东省一直走在技术创新的前沿地带。
港穗深具有良好的创新分工格局，具备深度合作的基础。在十年的时间跨度中，深圳和广州与香港的创新差距从遥遥落后到逐步赶超，且香港在高新技术领域的优势逐渐被深圳和广州所取代。三座城市具备创新优势的领域基本没有重合，且优势领域的加总基本囊括了所有行业，表明广州、深圳和香港形成了良好的分工格局，具备深度合作的基础。香港在医药制造方面的优势、澳门在文体用品方面的优势，是粤港澳大湾区城市群进一步合作的方向。
基本形成了珠江西岸装备制造技术、珠江东岸电子信息技术为主的技术创新格局。在粤港澳大湾区城市群中，中心城市及高新区承担更多高新技术领域的创新活动，而外围城市及高新区承担更多传统技术领域的创新活动，总体上形成了珠江西岸装备制造技术、珠江东岸电子信息技术为主的技术创新格局。中心地区的创新活动正在向外辐射，但辐射范围仅限于邻近区域，外围城市的产业集聚效应逐步增强。
广州是国家中心城市，也是粤港澳大湾区的增长极，是粤港澳大湾区创新发展的重要引擎，广州与深圳的创新活动具有不同的发展模式。与香港和深圳比较，广州的创新优势有以下几点。
技术多样化程度高。广州以及广州高新区的技术多样化程度高，拥有20个优势领域，囊括高技术产业和传统产业，门类齐全；而深圳的技术专业化程度高，优势仅集中于3～5个领域。
创新活动向产业间横向发展。广州有许多在创新上具有比较优势的产业并非自身的优势产业，表明创新发展模式是向产业间横向发展的，承担了许多产业链的创新功能；而深圳在创新方面拥有比较优势的行业基本上是自身的优势行业，创新活动朝产业链纵向延伸。
优势领域与深圳、香港形成互补。广州的创新优势主要体现在化学纤维及传统行业方面，深圳在计算机、通信和其他电子设备等高技术领域具有极强的优势，香港在医药制造、专用设备方面的优势显著，三座城市在优势领域上形成了互补。
广州的技术创新领域门类齐全，得益于广州丰富的科教资源、良好的经济支撑以及包容的城市环境。但同时，广州也面临着多而不精的问题，最明显的不足在于缺乏科技创新巨头企业，缺乏高端科技人才。面对深圳的竞争，广州需把握机遇，发挥优势，补足短板。