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La competizione da parte della Cina ha ridotto l’innovazione negli Stati Uniti, di David Autor, David Dorn, Gordon Hanson, Gary P. Pisano, Pian Shu (da VOX, 20 marzo 2017)
20 March 2017
Competition from China reduced innovation in the US
David Autor, David Dorn, Gordon Hanson, Gary P. Pisano, Pian Shu
The discussion of the decline in US manufacturing during the 2016 presidential election campaign largely focused on job losses. This column examines the effects of Chinese import competition on another metric for the health of the US manufacturing sector – innovation. Firms whose industries were exposed to a greater surge of Chinese import competition from 1991 to 2007 experienced a significant decline in their patent output as well as their R&D expenditures. While politicians’ ‘obsession’ with manufacturing is primarily due to job losses, an accompanying reduction in innovation may well affect economic growth in the longer term.
The decline of the US manufacturing sector played such a prominent topic in the 2016 presidential election campaign that New York Times journalist Binyamin Appelbaum wondered in a headline “Why Are Politicians So Obsessed With Manufacturing?” (Appelbaum 2016). Much of the concern about the health of the manufacturing sector derives from the observation that its employment level is near historic lows. Ever since the end of the Great Recession, the sector has employed fewer than 12.5 million workers – the lowest job count in manufacturing since the US entered WWII in 1941. Manufacturing lost almost 6 million jobs during the 2000s alone, and strikingly, most of this decline came before the onset of the Great Recession.
Despite the poor employment performance in the 2000s, however, value added in manufacturing has been growing as fast as the overall US economy. Its share of US GDP remained stable, an achievement matched by few other high-income economies over the same period (Moran and Oldenski 2014). While the extraordinary growth of value added in the computer and semiconductor industries masks a more sluggish performance in other manufacturing industries (Houseman et al. 2014), the sector’s output growth clearly exceeds its employment growth.
Another metric for the health of the US manufacturing sector, which has been less present in the recent debate, is its production of innovation as measured by patents. Manufacturing is the locus of US innovation and accounts for more than two thirds of US R&D spending (Helper et al. 2012) and for a similarly large share of US patents. Figure 1 shows that the annual number of patents awarded to US-based firms (dated by the year of patent application) doubled from less than 40,000 in 1991 to more than 80,000 in 2001, but subsequently declined through 2007.
Figure 1 US innovation and imports from China
Source: Maas (2017) based on authors’ calculations using the U.S. Patent and Inventor Database and the UN Comtrade Database.
During the 1990s, and especially the 2000s, the US manufacturing sector was exposed to a rapid surge in import competition from China. Figure 1 shows that imports from China increased more than tenfold between 1991 and 2007. Most of that growth occurred after China’s accession to the WTO in 2001, which coincides with the trend reversal in US patent production. The Chinese export boom was triggered by a series of economic reforms that included the establishment of Special Economic Zones for the production of export goods, and an easing of restrictions that had hindered firms’ access to labour, capital, and technology. The emergence of China as the world’s leading exporter of manufactured goods has been a major competitive shock for manufacturing firms in the US and elsewhere (Autor et al. 2016).
Although a now substantial literature evaluates the impact of China’s rise on labour market outcomes such as industry employment (Pierce and Schott 2015, Acemoglu et al. 2016) and workers’ earnings (Autor et al. 2014), far less is known about the impact of trade on innovative activities in US firms and industries. The effect of more intensive product-market competition on innovation is theoretically ambiguous. In standard oligopoly models, greater product market competition lowers profits and reduces incentives to invest in innovation. However, greater competition may also induce more innovation, either if pre-innovation rents fall relative to expected post-innovation rents (Agion et al. 2005), or if firms redeploy slack factors from goods production to innovation activities as competition depresses the demand for the firms’ products (Bloom et al. 2014). Indeed, a European study finds that firms in several European countries innovate more when Chinese imports increase in their industries, even as their employment level falls (Bloom et al. 2016).
In a recent paper, we analyse the impact of Chinese import competition on innovation in the US (Autor et al. 2016). Our analysis draws on all US corporate patents with application dates from 1975 to 2007 that are granted by March 2013. To obtain more information about the firms that applied for these patents, we use the firm names indicated on the patents to match them to firm data from Standard & Poor’s Compustat database. One challenge in this matching process is that patent records often contain different versions, abbreviations, and (mis-)spellings of a firm’s name, so that the names on patents do not correspond exactly to those in the firm database. We overcome this problem by constructing a novel matching algorithm that leverages the capabilities of an internet search engine. In a first step, we enter every firm name string that appears in the patent or Compustat data into the bing.com search engine, and we collect the URLs of the top five search results. We assign a patent to a Compustat firm if the corresponding firm name strings lead to at least two common URLs. This fully automated procedure builds on the web search engines’ capability to detect a company homepage or other webpages relating it even if the firm name’s is abbreviated or misspelled. Overall, we match almost three quarters of all corporate patents to Compustat, which covers companies listed on US stock markets.
The overall growth in corporate patents shown in Figure 1 masks important heterogeneity in patenting trends for the two sectors that contribute the most to overall US patent output. The computer and electronics sector increased its share in overall US patents from 10% in 1975 to 35% in 2007, and accounted for almost all the growth during the 1990s seen in Figure 1. By contrast, the chemical and petroleum sector’s contribution to US patent output fell from 27% in 1975 to 10% in 2007, as the number of annual patents from this sector declined over time. Both the growth in computer patents and the decline in chemicals patents began well prior to the surge of Chinese exports in the 1990s. This observation is important because import competition from China hit the computer sector much more than the chemical industry, yet it would be erroneous to attribute the superior innovation performance of the computer sector to its greater import exposure, given that the acceleration in patenting in that sector predates the exposure to China trade.
The central finding of our regression analysis is that firms whose industries were exposed to a greater surge of Chinese import competition from 1991 to 2007 experienced a significant decline in their patent output. A one standard deviation larger increase in import penetration decreased a firm’s patent output by 15 percentage points. Using data from the 1975 to 1991 period and a regression setup that accounts for the diverging secular innovation trends in computers and chemical, we confirm that firms in China-exposed industries did not already have a weaker patent growth prior to the arrival of the competing imports.
The firm data allow us to embed the patent analysis in a wider context of other indicators for the activities of firms. Importantly, we find that import competition not only reduced patenting but also firms’ R&D expenditures. Import-competing firms further experienced declines in global sales, employment, capital stock, and stock market value. They were more likely to suffer a decline in operating profits.
The innovation activity of US firms did not merely shift from the US to other countries. We estimate similar negative effects of import competition on patents by US firms’ domestic employees and by their foreign employees. Instead, our results are most consistent with the notion that the rapid and large increase in competition squeezed firms’ profitability and forced them to downsize along many margins, including innovation. Consistent with that interpretation, we find that the adverse impact of import competition on patent output was concentrated in firms that were already initially more indebted and less profitable.
The decline of innovation in the face of Chinese import competition suggest that R&D and manufacturing tend to be complements rather than substitutes. That is, when faced with rapidly intensifying rivalry in the manufacturing stage of industry production, firms tend not to substitute effort from production to R&D. While politicians’ ‘obsession’ with manufacturing is primarily due to the sizable employment losses in the sector during recent decades, an accompanying reduction in innovation may well affect economic growth in the longer term.
References
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Helper, S, T Krueger and H Wial (2012), “Why Does Manufacturing Matter? Which Manufacturing Matters? A Policy Framework.” Brookings Institution Policy Report.
Houseman, S, T J Bartik and T J Sturgeon (2014), “Measuring Manufacturing: How the Computer and Semiconductor Industries Affect the Numbers and Perceptions.” Upjohn Institute Working Paper no. 14-209.
Maas, S (2017), “Competition from China Reduced Domestic Innovation.” NBER Digest, February.
Moran, T H and L Oldenski (2014), “The US Manufacturing Base: Four Signs of Strength.” Petersen Institute for International Economics Policy Brief PB14-18.
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La competizione da parte della Cina ha ridotto l’innovazione negli Stati Uniti,
di David Autor, David Dorn, Gordon Hanson, Gary P. Pisano, Pian Shu
Il dibattito sul declino del settore manifatturiero negli Stati Uniti durante la campagna per le elezioni presidenziali del 2016 si è largamente concentrato sulle perdite di posti di lavoro. Questo articolo esamina gli effetti della competizione delle importazioni dalla Cina sulla salute del sistema manifatturiero americano con un altro metro di misura – l’innovazione. Le imprese le cui attività industriali sono state esposte, dal 1991 al 2007, alla maggiore impennata della competizione delle importazioni cinesi hanno conosciuto un significativo declino nella loro produzione di brevetti come nelle loro spese per ricerca e sviluppo. Mentre ‘l’ossessione’ degli uomini politici per il settore manifatturiero è dovuta principalmente alle perdite di posti di lavoro, una riduzione congiunta nell’innovazione può ben influenzare la crescita economica a più lungo termine.
Il tema del declino del settore manifatturiero statunitense ha giocato un ruolo così rilevante nelle elezioni presidenziali del 2016 che il giornalista del New York Times Binyamin Appelbaum si è chiesto in un titolo; “Perché gli uomini politici sono così ossessionati dal manifatturiero?” (Appelbaum 2016). Molta preoccupazione sulla salute del settore manifatturiero deriva dalla osservazione che il suo livello occupazionale è prossimo ai minimi storici. Dalla fine della Grande Recessione [1], il settore ha occupato meno di 12 milioni e 500 mila lavoratori – il dato più basso del settore manifatturiero da quando gli Stati Uniti entrarono nella Seconda Guerra Mondiale nel 1941. Solo durante gli anni 2000 il manifatturiero ha perso circa 6 milioni di posti di lavoro e, sorprendentemente, gran parte di questo declino è venuto prima dell’avvio della Grande Recessione.
Nonostante la modesta prestazione occupazionale negli anni 2000, tuttavia, il valore aggiunto nel settore manifatturiero è venuto crescendo altrettanto velocemente dell’economia complessiva degli Stati Uniti. La sua quota del PIL americano è rimasta stabile, un risultato eguagliato da poche altre economie ad alto reddito nello stesso periodo (Moran e Oldeski 2014). Se la crescita straordinaria del valore aggiunto nelle industrie dei computer e dei semiconduttori maschera una prestazione più fiacca in altre industrie manifatturiere (Houseman ed altri, 2014), la crescita della produzione nel settore chiaramente eccede la sua crescita in termini occupazionali.
Un altro metro di misura della salute del settore manifatturiero degli Stati Uniti, che è stato meno presente del dibattito recente, è la sua produzione di innovazione misurata in termini di brevetti. Il settore manifatturiero è per definizione il comparto della innovazione negli Stati Uniti e pesa per più di due terzi della spesa in ricerca e sviluppo (Helper ed altri, 2012) e per una quota simile nei brevetti statunitensi. La Figura 1 mostra che il numero di brevetti conferiti alle imprese con sede negli Stati Uniti (datati nell’anno della applicazione del brevetto) è raddoppiato da meno di 40.000 nel 1991 a più di 80.000 nel 2001, ma successivamente è calato sino alla fine del 2007.
Figura 1 Innovazione negli Stati Uniti e importazioni dalla Cina
Fonte: (Maas 2017), basandosi su calcoli degli autori dedotti dal U.S. Patent and Inventor Database e dal UN Comtrade Database.
Durante gli anni ’90 e in particolare negli anni 2000, il settore manifatturiero negli Stati Uniti ha subito la rapida impennata delle importazioni competitive dalla Cina. La figura 1 mostra che le importazioni dalla Cina sono cresciute più di dieci volte tra il 1991 e il 2007. Gran parte della crescita è intervenuta dopo l’ingresso della Cina nel WTO (Organizzazione Mondiale del Commercio) nel 2001, il che coincide con il rovesciamento della tendenza nella produzione di brevetti negli Stati Uniti. Il boom delle esportazioni cinesi venne innescato da una serie di riforme economiche che comprendevano l’istituzione delle Zone Economiche Speciali per la produzione di beni di esportazione e una facilitazione delle restrizioni che aveva ostacolato l’accesso delle imprese al lavoro, al capitale ed alle tecnologie. L’emergere della Cina come principale esportatore mondiale di beni manifatturieri è stato un importante shock competitivo per le imprese manifatturiere negli Stati Uniti e altrove (Autor ed altri, 2016).
Sebbene una letteratura oggi rilevante studi l’impatto della crescita della Cina sui prodotti del mercato del lavoro allo stesso modo dell’occupazione industriale (Pierce e Schott 2015, Acemoglu ed altri 2016) e dei guadagni dei lavoratori (Autor ed altri, 2014), si conosce molto meno l’impatto del commercio sulle attività innovative nelle imprese e nei settori industriali degli Stati Uniti. Da un punto di vista teorico, l’effetto di una maggiore competizione intensiva nel mercato dei prodotti sull’innovazione è ambiguo. Nei modelli tradizionali dell’oligopolio, una maggiore competizione sul mercato dei prodotti abbassa i profitti e riduce gli incentivi a investire sull’innovazione. Tuttavia, una maggiore competizione può anche indurre maggiore innovazione, sia nel caso che i rendimenti precedenti all’innovazione diminuiscano in relazione ai rendimenti attesi a seguito dell’innovazione (Agion ed altri, 2005), sia nel caso che le imprese ricollochino i fattori meno operativi dalla produzione di beni alle attività innovative, quando la competizione deprime la domanda per i prodotti delle imprese (Bloom ed altri, 2014). In effetti, uno studio europeo scopre che le imprese in vari paesi europei innovano maggiormente quando aumentano le importazioni cinesi nelle loro industrie, anche se i livelli dell’occupazione diminuiscono (Bloom ed altri, 2016).
In uno studio recente, noi analizziamo l’impatto della competizione delle importazioni cinesi sull’innovazione negli Stati Uniti (Autor ed altri, 2016). La nostra analisi attinge a tutti i brevetti delle società con date di richiesta che vanno dal 1975 al 2007, che sono state concesso entro marzo del 2013. Per ottenere più informazioni sulle imprese che hanno fatto richiesta di questi brevetti, utilizziamo i nomi delle imprese indicati sui brevetti per abbinarli ai dati che provengono dalla banca dati Compustat di Standard & Poor’s. Una difficoltà in questo processo di abbinamento è che gli archivi dei brevetti spesso contengono versioni diverse, abbreviazioni, grafie inesatte del nome dell’impresa, cosicché i nomi sui brevetti non corrispondono esattamente a quelli della banca dati delle società. Abbiamo superato questo problema costruendo un nuovo algoritmo di abbinamento che utilizza a proprio vantaggio le possibilità di un motore di ricerca su internet. In un primo passo, noi introduciamo ogni serie di nomi dell’impresa che appare nei dati sui brevetti o su Compustat nel motore di ricerca di bing.com, e mettiamo assieme le abbreviazioni (URL) dei principali cinque risultati di ricerca. Assegniamo un brevetto ad una impresa di Compustat se le corrispondenti serie del nome dell’impresa portano almeno a due URL comuni. La procedura interamente automatizzata si basa sulla capacità dei motori di ricerca sul web di rilevare una homepage della società o altre webpage collegate ad essa anche se il nome dell’impresa è abbreviato o mal scritto. Nel complesso, noi abbiniamo quasi tre quarti di tutti i brevetti delle società alla banca dati Compustat, che interessa le società elencate nei mercati azionari degli Stati Uniti.
La crescita complessiva dei brevetti delle società mostrata nella Figura 1 maschera una rilevante eterogeneità nelle tendenze di brevettazione per due settori che contribuiscono alla gran parte della complessiva produzione di brevetti degli Stati Uniti. Il settore dei computer e dell’elettronica è cresciuto nella sua quota dei complessivi brevetti degli Stati Uniti dal 10% del 1975 al 35% del 2007, e rappresenta quasi tutta la crescita constatata durante gli anni ’90. Al contrario, il contributo del settore chimico e petrolifero alla produzione di brevetti degli Stati Uniti è caduto dal 27% nel 1975 al 10% nel 2007, poiché il numero dei brevetti annuali di questo settore è diminuito nel tempo. Sia la crescita dei brevetti nel settore dei computer che il declino nel settore della chimica sono cominciati ben prima dell’impennata delle esportazioni cinesi negli anni ’90. Questa osservazione è importante perché la competizione delle importazioni dalla Cina colpisce il settore dei computer molto più che l’industria chimica, tuttavia sarebbe sbagliato attribuire le superiori prestazioni innovative del settore dei computer alla sua maggiore esposizione alle importazioni, dato che l’accelerazione nella brevettazione in quel settore precede l’esposizione al commercio cinese.
La scoperta centrale della nostra analisi di regressione è che le imprese i cui settori industriali sono stati esposti alla maggiore impennata della competizione delle importazioni cinesi dal 1991 al 2007, hanno conosciuto un significativo declino nella loro produzione di brevetti. Un incremento maggiore rispetto alla deviazione consueta nella penetrazione di importazione ha fatto calare la produzione di brevetti delle imprese di 15 punti percentuali. Utilizzando dati relativi al periodo dal 1975 al 1991 e uno schema di regressione che calcola le tendenze divergenti dell’innovazione su base secolare nei computer e nella chimica, confermiamo che le imprese nei settori industriali esposti alla competizione della Cina non avevano già avuto una crescita più debole dei brevetti, prima dell’arrivo delle importazioni competitive.
I dati sulle imprese ci consentono di integrare l’analisi dei brevetti in un contesto più ampio di altri indicatori sulle attività delle stesse. Troviamo, in modo significativo, che la competizione delle importazioni non ha solo ridotto i brevetti ma anche le spese in ricerca e sviluppo. Le imprese in competizione con quelle importazioni hanno inoltre conosciuto cali nelle vendite globali, nell’occupazione, nel capitale sociale e nei valori sui mercati azionari. Esse hanno avuto maggiori probabilità di soffrire un declino nei profitti operativi.
Le attività di innovazione delle imprese statunitensi non si sono solo spostate dagli Stati Uniti ad altri paesi. Stimiamo effetti negativi simili alla competizione delle importazioni sui brevetti sugli occupati nazionali delle imprese statunitensi, e sui loro occupati all’estero. I nostri risultati sono invece del tutto coerenti con l’idea che il rapido e ampio incremento nella competitività abbia schiacciato i livelli di profitto delle imprese e le abbia costrette ad operare tagli lungo molti margini, inclusa l’innovazione. In coerenza con questa interpretazione, scopriamo che l’impatto negativo della competizione delle importazioni sulla produzione di brevetti è stato concentrato in imprese che erano già inizialmente più indebitate e meno capaci di profitti.
Il declino dell’innovazione a fronte della competizione delle importazioni cinesi indica che la ricerca e sviluppo e il settore manifatturiero tendono ad essere complementari piuttosto che alternativi. Ovvero, quando sono alle prese con una rivalità che si intensifica rapidamente nello scenario della produzione industriale manifatturiera, le imprese non tendono a sostituire lo sforzo dalla produzione con la ricerca e sviluppo. Mentre ‘l’ossessione’ degli uomini politici per il settore manifatturiero è principalmente dovuta alle perdite considerevoli nel settore durante i decenni recenti, una congiunta riduzione nell’innovazione potrebbe facilmente influenzare la crescita economica nel più lungo termine.
Fonti
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Bloom, N, P M Romer, S J Terry e J Van Reenen (2014), “I fattori in trappola e l’impatto della Cina sulla crescita globale.” NBER Working Paper no. 19951.
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Pierce, J R e P K Schott (2016), “Il sorprendente rapido declino dell’occupazione manifatturiera negli Stati Uniti.” American Economic Review, 106: 1632-1662.
[1] Il termine Grande Recessione si riferisce agli effetti della crisi finanziaria più recente, che ebbe inizio nel dicembre del 2007 e negli Stati Uniti terminò ufficialmente – ovvero secondo i parametri economici con i quali gli economisti definiscono una fase recessiva – nel giugno del 2009. In quel biennio il PIL americano calò dello 0,8% nel 2008 e del 2,8% nel 2009 e il tasso di disoccupazione toccò per un breve periodo il 10%, che sono considerati numeri sufficienti a caratterizzare una recessione. La “depressione” è invece considerata un fenomeno più acuto; negli anni Trenta il PIL americano ebbe un declino del PIL superiore al 10% e in un momento il tasso di disoccupazione raggiunse il 25%. Come è noto, in Europa e in particolare in alcune nazioni europee, la recessione più recente è durata assai più a lungo, anche considerando soltanto i parametri tecnici che normalmente la caratterizzano.
Dunque con Grande Recessione si indica la crisi più recente, mentre quella degli anni Trenta viene definita “Grande Depressione”.
By mm
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