多部门的一般均衡分析

在一般均衡状态下，作为技术投资需求者的厂商和技术投资供给者的家庭部门将同时实现均衡。因此，这一节将引入家庭部门，分析一般均衡情况下汇率调整对制造业行业产业升级的影响机制。

6．1．1　家庭部门的最优化决策

在实际经济中，厂商利用要素投入通过生产过程向社会提供产品。厂商一方面是商品市场的供给者，另一方面又是要素市场的需求者。与此同时，作为经济重要参与者的家庭部门（households）（或消费者）既是商品市场的需求者，又是要素市场的供给者。因此，厂商在实现生产经营调整时，还将受到家庭部门的制约。当汇率调整后厂商部门和家庭部门同时实现均衡时，经济才会达到一般均衡状态，汇率调整对制造业产业升级的影响才会是稳定的。

1．家庭部门最优决策

本书第4章和第5章已经分析了汇率调整对制造业厂商技术升级策略和制造业行业技术升级路径的影响，发现本币升值对制造业技术升级具有非线性影响：本币的适度升值有助于促进制造业厂商和行业的技术升级，但本币过度升值则会抑制技术升级。但是，尽管第4章和第5章分析了本币升值后造成的流动性约束问题，证明了流动性约束会制约制造业厂商乃至整个行业为技术升级进行融资的能力。但是，在第4章和第5章的研究中没有考虑家庭部门对厂商生产要素的最终供给情况，更没有考察汇率对家庭部门生产要素最终供给的影响，因而可能导致研究结果不是稳定的均衡解。因此，在第4章和第5章厂商预期收入最大化的基础上，有必要进一步研究汇率调整后，家庭部门行为变化对生产要素供给的影响。

家庭部门决策的目标是根据外在约束条件的变化合理调整自己的消费以及自身禀赋的供给，以实现自身效用的最大化。现有研究中，部分学者认为家庭部门仅仅提供资金，他们将家庭部门的效用表示为消费的增函数；也有学者认为家庭部门提供的生产要素除资金外，还应当包括劳动，而劳动越多，家庭部门的效用损失就越大，因此，他们把家庭部门的效用表示为消费的增函数和劳动的减函数。在本书中，由于第4章已经把生产制造投资表示为生产投资以及为实现生产投资而投入的劳动的“组合”，本书中所说的资本已经包括劳动，因此，我们不再把劳动作为家庭部门效用函数的自变量。

2．生产制造投资和技术投资的差异

本书第4章和第5章中没有区分生产制造投资和技术投资（含自主创新投资和技术引进投资）的不同之处，但是，在现实中资本却具有异质性特征，因此，生产制造投资和技术投资具有不同的特征，这种不同最突出地表现在用于技术投资的风险资本和普通资本的差异上。根据美国风险投资协会的定义，风险投资是由职业金融家投入到新兴的、迅速发展的、具有巨大竞争潜力的企业中的一种权益资本，指以高新技术为基础、生产与经营技术密集型产品的投资。显然，与一般性的生产制造投资相比，风险投资的风险程度更高，因此，参与风险投资的家庭部门对风险投资要求获得的回报也更大。对于不同的个体来说，即使他们的收入水平乃至资产总量完全相同，他们所提供的风险资本的数量也可能完全不同。一般来说，风险资本的供给还受个体的“创新”偏好影响。当个体的“创新”偏好更强时，他们就愿意承担更大的风险，会提供更多的风险资本。即使对于风险相对较低的技术引进投资来说，投资成功与否还取决于引进新技术后员工能否迅速适应并有效使用新技术，这也存在很大的不确定性。另外，从制造业行业角度来看，如果家庭部门能够提供风险资本，制造业厂商也愿意进行技术投资，但社会上缺乏必要的智力支持，那么技术投资还是不能转化为技术进步。只有当智力支持充分、风险资本充裕时，制造业行业加大技术投资力度才能实现技术升级。因此，本书把技术投资视为和生产制造投资具有异质性的投资。

根据以上分析，家庭部门向厂商提供的技术投资不仅包括风险偏好相对较高的资金，也包括自身的创新能力和学习能力。因此，家庭部门在提供技术投资时不仅要承当更高的风险，还要放弃闲暇，通过不断学习提高自己的创新能力和学习能力。由此可见，家庭部门提供技术投资将会直接降低当前的效用，我们把家庭部门的效用作为消费和技术投资的函数。当消费增加、技术投资减少时，家庭部门能够消费更多产品，同时享受更多闲暇，因而效用也会增加。相反，当消费下降、技术投资增加时，家庭部门的效用就会下降。因此，家庭部门的效用函数为：

（6．1）式中，u′（C）＞0且u′（Z）＜0，说明消费增加能够提高家庭部门的效用，而减少技术投资的供给能够使家庭部门少承担风险、多享受闲暇，也会提高家庭部门的效用。同时，u″（C）＜0，说明家庭部门的效用函数满足边际效用递减规律，随着消费的不断增加，新的消费对家庭部门带来的边际效用会不断下降，且u″（Z）＞0，说明随着技术投资供给的持续提高，家庭部门的效用损失会越来越大。

对于家庭部门来说，减少消费所节约的资金可以用于生产制造投资，但不能用于技术投资。这样，消费规模和生产制造投资之间存在此消彼长的关系，增加1单位的生产制造投资，必然要减少1单位的消费，家庭部门的当期效用也会下降，即：＝－＜0。

3．资本和技术投资对效用的贡献

家庭部门牺牲当前效用、向厂商提供生产制造资本和技术资本的原因在于它们能够增加家庭部门的未来消费，提高总体效用。

家庭部门的效用最大化决策并不是单期决策，而是跨期决策。也就是说，家庭部门在决定是否提供资本和技术投资时，不仅考虑它们对当期效用的负影响，更要考虑它们对未来效用的影响。如果增加资本投资和技术投资对未来效用的积极影响超过对当期效用的负面影响，家庭部门就会增加资本和技术投资。因此，家庭部门的最优化决策实际上是在当前效用和未来效用之间进行的权衡。

家庭部门向厂商部门提供生产制造资本和技术资本时，可以在下一时期从厂商处获得回报，增加未来收入，进而提高未来消费，增加未来的效用。

家庭部门的未来效用可以表示为：

（6．2）式说明，家庭部门未来的效用取决于未来消费和技术投资，它们对未来效用的影响与（6．1）式相同。但是，未来消费又会受到未来收入的影响。当家庭部门向厂商部门提供更多的生产制造资本和技术资本时，厂商的产出增加，家庭部门也可以从厂商部门获得更多的回报，其未来收入也会增长。根据凯恩斯的消费理论，当未来收入增长时，未来消费也必然会上升。

根据（6．2）式，可以得到家庭部门生产制造资本和技术资本对未来效用的影响，即：

由（6．3）式和（6．4）式可知，家庭部门第t期的生产制造资本和技术资本能够影响第t＋1期的效用。这两类资本对未来效用的影响程度取决于它们对未来产出的贡献。

当家庭部门实现最优决策时，1单位资本和技术投资所造成的当期效用损失应当等于它们带来的未来效用增长的贴现值。其最优化条件可以表示为：

4．家庭部门的等效用线

在跨期分析中，家庭部门会合理调整生产资本和技术资本的数量，以实现总效用的最大化。家庭部门也可以调整生产资本和技术资本的数量，将效用维持在最大化水平上。由此可以得到家庭部门的等效用曲线，即：

根据（6．7）式，可以得到等效用线的斜率。根据（6．3）式、（6．4）式、（6．5）式和（6．6）式，我们还可以判断等效用线的斜率，即：

由于生产资本和技术资本均存在边际收益递减的特征，当生产资本（Kt）低而技术投资（Zt）大的时候，（6．8）式的分子大、分母小，等效用线陡峭。相反，当生产资本（Kt）高而技术投资（Zt）低的时候，（6．8）式的分子小、分母大，等效用线平坦。因此，（6．8）式表示的曲线凸向原点。

这样，我们就可以画出家庭部门的等效用线（见图6．1）。

图6．1　家庭部门的等效用线

图6．1中，每一条等效用线上所有的点所代表的效用相等，离原点越远的等效用线代表了更高的效用水平。实际上，整个K-Z坐标上有无数条等效用线，但所有的等效用线都不相交。

对于任一个体乃至整个家庭部门来说，在特定时间，其所拥有的生产资本和技术资本的禀赋是有限的。这样，尽管家庭部门希望获得更高的效用，但是，在禀赋约束下，家庭部门能够实现的效用也是有限的，家庭部门只能在禀赋约束下实现最高的效用。

本书假设家庭部门所持有的生产资本禀赋和技术资本禀赋不是同质的，两者之间不是简单的替代关系。如果家庭部门要减少生产资本、增加技术资本，就必须用减少的生产资本进行智力投资，增加自身的技术资本禀赋。相反，家庭部门也可以通过提供自身的技术资本禀赋来增加消费。因此，生产资本禀赋和技术资本禀赋之间还是存在一定的替代关系，但其替代程度受全社会的教育制度、社会培训机制等因素影响。

从家庭部门收入角度来看，家庭部门的收入等于其向厂商部门提供的各类要素禀赋的价值总和，因此，家庭部门面临的禀赋约束实际上就是收入约束。

如果以c表示技术资本的成本，以r表示生产资本的成本，则家庭部门收入约束线的斜率为。如果生产资本的成本相对更高，则家庭部门的收入约束线的斜率就更陡峭。相反，如果技术资本的成本相对更高，家庭部门的收入约束线的斜率就会更平坦。

这样，在存在收入约束情况下家庭部门的最优决策可以表示为图6．2。

图6．2中U1，U2，U3和U4表示家庭部门的等效用线，它们所代表的效用水平逐个减少。AB表示家庭部门的收入约束线，其斜率受生产资本和技术资本的相对成本影响。家庭部门的最优化决策是按照收入约束线和等效用线的切点来配置技术资本和生产资本的数量，因此，图6．2中家庭部门的均衡点为收入约束线AB和等效用线U3的切点E，均衡的技术资本和生产资本分别为Z＊和K＊。

当技术资本和生产资本的成本变化，导致两种成本的比率改变时，均衡点也将变化。例如，当技术资本的成本下降，或生产资本的成本上升时，收入约束线AB的斜率上升，图6．2中收入约束线更加陡峭，与等效用线的切点将向E点的左上方移动，家庭部门的技术资本供给增加，生产资本供给下降。

图6．2　家庭部门的均衡

6．1．2　家庭部门与厂商的一般均衡分析

在整个经济中，在投入要素方面联结制造业行业和家庭部门的主要场所是金融市场。在第4章和第5章的分析中，我们分别考察了制造业厂商和行业没有流动性约束以及面临流动性约束时的情景。在一般均衡情景下，是否存在流动性约束取决于市场是否有摩擦。在一般均衡情景下，我们也分别考察金融市场有摩擦和无摩擦时的情况。

1．金融市场无摩擦时的一般均衡

当金融市场无摩擦时，厂商和行业在市场面临的是价格约束，只要价格合适，厂商和行业就能够获得足够的生产资本和技术资本。从整个制造业行业来看，制造业行业技术升级的均衡路径不仅能够实现典型厂商的利润最大化，也要符合家庭部门效用最大化的要求。只有当厂商部门和家庭部门同时实现均衡时，才能实现一般均衡。在一般均衡状态下，厂商部门对技术资本和生产资本的需求等于家庭部门对技术资本和生产资本的供给。此时，厂商部门均衡点和家庭部门的均衡点一致，以下本书利用埃奇沃斯盒状图进行分析（见图6．3）。

图6．3　家庭部门和厂商部门的一般均衡

图6．3中向O点凸出的实曲线是厂商部门的等收入线，向O′点凸出的虚曲线是家庭部门的等效用线。向右下方倾斜的直线是厂商的预算约束线的一部分，同时也是家庭部门的收入约束线。

由图6．3可见，家庭部门和厂商部门的一般均衡是家庭部门等效用线和厂商部门的等收入线的切点的连线，即OABCDEFO′线。根据微观经济学一般均衡原理，图6．3中的ABCDEF线必然也是家庭部门的等效用线和收入约束线的切点，同时也是厂商部门等收入线和预算约束线的切点。如果家庭部门的等效用线和厂商部门的等收入线的切点不是这两条线和预算约束线与收入约束线的切点，那么，厂商部门对生产资本和技术资本的需求就偏离了家庭部门的生产资本和技术资本的供给。如果厂商部门对生产资本的需求小于家庭部门的供给，对技术资本的需求大于家庭部门的供给，那么生产资本的价格（即成本）会下降，而技术资本的价格会上升，两种资本成本的比价将变化。资本成本比价的变动又会影响厂商部门预算约束线和家庭部门的收入约束线的斜率，直至这两条线同时和厂商部门的等收入线以及家庭部门的等效用线相切。由于制造业行业典型厂商的预算约束线不是直线（见第5章），因此，厂商的预算约束线和家庭部门的收入约束线可以在同一个切点和等收入线以及等效用线相切。因此，市场无摩擦时，厂商部门和家庭部门一般均衡点必然位于OABCDEFO′线上。对于特定厂商和行业，均衡点的位置取决于其预算约束的规模；对于特定个体或家庭，均衡点取决于其收入约束的规模。例如，当制造业行业总的预算约束线为图6．3中的BL线时，一般均衡将在B点实现。

2．金融市场有摩擦时的一般均衡

当金融市场有摩擦时，厂商和行业在金融市场面临数量约束，只能获得有限数量的技术资本和生产资本。

根据第4章和第5章的分析，当厂商的生产制造投资小于一定规模时，厂商资金实力不足，经营风险加大，很难按照市场成本获取技术资本，金融机构只会向厂商提供数量为生产制造投资一定比率的技术资本。

图6．4显示了存在流动性约束时的一般均衡情况。当厂商部门的生产制造投资K低于临界水平KL时，厂商开始面临流动性约束，流动性约束线为OA′B′C′L线，而LDEFO′为图6．3中一般均衡线的一部分。

图6．4　存在流动性约束时的一般均衡

由图6．4可见，当厂商部门面临流动性约束时，其流动性约束线可能和没有流动性约束时的一般均衡线不一致，此时市场的变化将更为复杂。首先，如果流动性约束线恰好和家庭部门的均衡点重合，穿过家庭部门等效用线和收入约束线的切点，那么要素市场实际上是卖方市场。由于厂商部门无法改变流动性约束，流动性约束线就决定了它的投资结构。厂商部门在流动性约束条件下进行投资结构的配置，选择技术升级的模式，但这种决策并不是实现利润最大化的最优决策，而作为要素卖方的家庭部门则通过提供技术资本和生产资本实现效用最大化。即使要素市场供求失衡，由于厂商部门的生产规模太小、风险较大，要素市场价格已经失去调节功能，要素市场供求也不会恢复均衡。其次，如果流动性约束线和家庭部门的均衡点也不重合，那么不仅厂商部门不能实现最优决策，家庭部门也无法实现效用最大化。此时，市场的变动将取决于市场摩擦的程度。如果市场摩擦程度非常大，金融机构普遍实施信贷配给，监管措施力度极大，那么要素市场无法恢复均衡，厂商部门只能根据流动性约束线决定技术投资的规模。在极端情况下，可能会形成要素黑市。但是，如果市场摩擦程度不大，金融机构信贷配给较弱，而且监管措施不强，那么流动性约束将会逐渐减弱，并最终消失，恢复到图6．3所表示的一般均衡状态。

6．1．3　汇率调整与一般均衡形成机制

根据第4章和第5章的分析，汇率调整会影响厂商部门的等收入线的斜率，从而改变厂商部门和家庭部门一般均衡的结果。

1．没有流动性约束

当本币升值时，厂商部门增加生产制造投资的收入减少，等收入线的斜率下降，变得更加平坦。图6．5中，本币升值使厂商部门的等收入线由原来的凸向O点的实曲线变为凸向O点的粗实曲线，与预算约束线的切点移动到AE，BE，CE，DE，EE和FE点，形成一条新的切点的连线OAEBECEDEEEFEO′。

图6．5　本币升值对一般均衡的影响

但是，OAEBECEDEEEFEO′线并不是厂商部门和家庭部门一般均衡线，要素市场供求失衡将引起一系列调整，最终实现新的一般均衡。在OAEBECEDEEEFEO′线上，厂商部门达到了均衡，实现了利润最大化，该线实际上是第4章和第5章所分析的均衡状态。但是，OAEBECEDEEEFEO′线并不是家庭部门等效用线和收入约束线的切点，因而家庭部门还没有实现效用最大化，它并不是家庭部门的均衡线，家庭部门的均衡仍然在OABCDEFO′线上。此时，厂商部门对技术资本的需求大于家庭部门的供给，而厂商部门对生产资本的需求又小于家庭部门的供给。因此，在要素市场上，技术资本价格上升，生产资本价格下降，厂商部门的预算约束线和家庭部门的收入约束线都变得更加平坦。这样，厂商部门的等收入线、预算约束线和家庭部门的等效用线、收入约束线将在OAEBECEDEEEFEO′线和OABCDEFO线之间相切，一般均衡线的位置也将位于这个区间。在新的一般均衡水平上，技术投资比本币升值前要高，但低于局部均衡时的水平；生产制造投资比本币升值前低，但要高于局部均衡水平。

就具体情况来看，在没有流动性约束的情况下，本币升值将引起生产制造投资下降，技术投资上升。例如，如果厂商部门的预算约束线为图6．5中的BL线，在本币升值之前，一般均衡点位于B点，技术投资（Z）较低，生产制造投资（K）较高。本币升值后，厂商的均衡点先由B点移动到BE点，短期内技术投资大大上升，生产投资有较大幅度的下降。随后，由于厂商部门对技术投资和生产制造投资的需求与家庭部门的供给不相等，要素市场价格调整，最终在B点和BE点之间形成了新的一般均衡点。此时，技术投资（Z）较短期水平（BE点）有所回调，而生产制造投资也有所反弹。

2．存在流动性约束

当存在流动性约束时，本币升值对一般均衡的影响也与图6．4有所不同。由于本币升值降低了厂商部门的出口收入，恶化了其流动性状况，因而流动性约束情况更为严重，厂商部门将受到双重影响。首先，本币升值会降低生产制造投资的收益，从而使厂商部门的等收入线的斜率改变。图6．6中，本币升值后，厂商部门的等收入线将和图6．5中一样，由凸向O点的实曲线移动到粗实曲线的位置，变得更加平坦。其次，本币升值会减少厂商部门当前的盈利水平，从而加剧流动性约束，使流动性约束线向右下方移动，厂商部门出现流动性约束的位置将由L点移动到LE点。与L点相比，在LE点上，更多的生产制造投资的厂商部门只能获得更少的技术投资。

在以上双重效应的影响下，厂商部门和家庭部门的一般均衡状态变得更为复杂。在LE点的右上方，厂商部门的等收入线和预算约束线将有一组新的切点，即EE和FE点。和图6．5一样，这一组切点的连线即为厂商部门在没有发生流动性约束时的均衡线。在LE点的左下方，厂商部门的流动性约束线OA′EB′EC′ELE就成为厂商部门技术投资和生产投资的组合点。

图6．6　流动性约束下本币升值对一般均衡的影响

与没有流动性约束时的状况相比，存在流动性约束时，本币升值时均衡线变为不相连的两段，即OA′EB′EC′ELE线和TEEFEO′线。显然，如果厂商部门的生产制造投资高于KL2，那么本币升值不会使厂商面临流动性约束，其技术投资还会增加。但是，如果厂商部门的生产制造投资低于KL2，生产规模较小，本币升值就会使厂商部门面临流动性约束。此时，其技术投资不仅不会增加，反而会和生产投资一起下降。

同样，OA′EB′EC′ELE线和TEEFEO′线也不是家庭部门的均衡点，由于汇率调整在短期内没有影响家庭部门的等效用线和收入约束线，家庭部门的均衡没有改变，依然在图6．5所示的OABCDEFO′线上。与图6．5的分析相同，此时要素市场供求失衡。在供求关系的作用下，技术资本价格上升，生产资本价格下降，厂商部门的预算约束线和家庭部门的收入约束线斜率下降，都变得更加平坦。这样，在LE点的右侧，厂商部门的均衡点会向E，F点回调，均衡线TEEFE O′线也会下降，此时的调整和没有流动性约束时厂商部门的长期调整相同。但是，在存在流动性约束的OA′EB′EC′ELE线上，要素价格的相对变化不会改变厂商部门的流动性约束，因而厂商部门的技术投资和生产制造投资不会反弹。

由图6．6可见，本币升值对厂商部门技术升级的影响取决于厂商部门是否面临流动性约束。

3．流动性约束下本币持续升值的影响

由于本币升值能够使部分厂商陷入流动性困境，面临流动性约束，因此，本币持续升值对制造业技术升值的负面影响将越来越大，更多厂商的技术投资会因为本币升值而受到抑制。图6．7说明了本币持续升值对厂商部门技术投资的影响。

图6．7　流动性约束下本币持续升值对一般均衡的影响

由图6．7可见，在本币升值之前，厂商部门和家庭部门的一般均衡线为OL1ABO′。KL1是流动性约束的临界点，只有当厂商部门的生产制造投资规模低于KL1时，才面临流动性约束。随着本币升值，厂商部门面临的流动性约束强化，流动性约束线由OL1下降到OL2，而没有流动性约束的厂商部门的均衡线上移到T2O′。此时，原来在OL1A部分均衡线上的厂商的技术投资下降到OL2线所反映的水平，而原来在L1ABO′线上实现均衡的厂商则在T2T3O′线和ABO′线之间实现均衡，其技术投资有所上升。

随着本币进一步升值，厂商部门的流动性约束线继续下降到OL3的水平，面临流动性约束厂商的临界生产制造投资由KL2进一步上升到KL3，与升值之前相比，更大的厂商也开始面临流动性约束。新的均衡线为OL3T3O′，只有生产制造投资大于KL3的厂商的技术投资会提高。对于生产投资在KL2和KL3之间的厂商来说，本币第一次升值促进了它们的技术投资，但第二次升值却抑制了它们的技术投资，一般均衡由第一次升值后的T2ABT3区域下降到OL3线上。

根据图6．7，可以画出一般均衡时汇率调整对均衡技术投资的影响（见图6．8）。图6．8中，当本币持续升值时，根据图6．7的分析，均衡的投资点先由A点移动至B点，随后又发生小幅回调至C点，并在C点形成新的一般均衡。此时，与A点相比，生产制造投资（K）下降，技术投资（Z）上升，本币升值促进了技术投资，加快了制造业行业的技术进步。但是，如果本币进一步升值，厂商部门将面临流动性约束，均衡点会由C点移动至位于流动性约束线的D点。此时，制造业的生产制造投资和技术投资都比C点有所下降。

根据技术投资和对应的汇率的变动，可以得到存在厂商和家庭部门时的均衡技术投资曲线，即图6．8中的EFGH线。与第5章局部均衡时相比，在一般均衡时，技术投资在本币升值后有一个回调的过程，由F点下降至G点。如果本币进一步升值，制造业行业的流动性约束线由OL2下降至OL3，行业中会有更多厂商面临流动性约束，均衡点由C点移动至流动性约束线OL3的D点上。此时的均衡技术投资由G点回落到H点。由此可见，在一般均衡视角下，本币贬值对制造业行业技术升级的影响也不是线性的，本币从较高水平上适度升值可以促进厂商部门的技术投资，但本币的持续、大幅度升值会抑制制造业厂商的技术投资，不利于制造业技术升级。

图6．8　一般均衡时汇率对技术投资的影响