Innovation, competition and firm performance: An econometric analysis on the Dutch pharmaceutical sector

Abstract

This study mainly deals with the contemporaneous relation between innovation, competition and firm performance, conditioned by various firm-level determinants, for the Dutch pharmaceutical industry. Our analysis encompasses R&D investment and patents as the essential indicators of innovation; and investigates on their plausible linkage with competition, firm size, firm age, capital intensity and other variables, that eventually affect the productivity and growth in this knowledgeintensive industry. In addition to a comprehensive theoretical exploration, a number of empirical investigations are performed on a firm-level panel database for the Netherlands’ pharmaceuticals. In this PhD dissertation, chapter 1 deals with the theoretical overview and motivation of this study, with special emphasis on the review of the Dutch pharmaceutical industry. Chapter 2 involves a comparative theoretical study with the pharmaceutical industries of other countries of Europe and U.S. Additionally, the divergence in policy issues, regulations and financing with the developing countries, especially of India is analyzed succinctly. Chapter 3 comprises of a description on the data sources that we have used to construct our panel dataset, along with the corresponding variable constructions. From chapter 4 to 7, the main topics of the thesis are discussed. Chapter 4 empirically investigates on how various firm characteristics affect a firm’s decision to invest in R&D, using a generalized sample selection Tobit II estimation technique. Subsequently, chapter 5 analyses the effect of R&D intensity (fitted values obtained from Tobit II estimation) and other determinants on the innovation output in this particular sector in the Netherlands. The innovation output of the firms is indicated by the patents and citation-weighted patents, which are used alternatively as the dependent variables in a Zero-inflated negative binomial estimation framework. Chapter 6 emerges as an extension to Chapter 5, with a deeper focus on the competitive framework in this industry. It provides with an indepth analytical approach on various competition indicators, which includes the Herfindahl-Hirschman concentration index, the Lerner index, the mark-up with adjustment for factor elasticities and the profit elasticity as proposed by Boone (2000). Plus, the effect of various competition indicators on the innovation output of the pharmaceutical firms is analyzed using a non-linear specification. We have considered three empirical models, namely the Zero-inflated negative binomial, Hurdle negative binomial logit and the Poisson-pseudo maximum likelihood estimators, with quadratic specifications for the competition measures. In our estimation strategies applied for all the three mentioned chapters, we have incorporated the maximum likelihood approach following Wooldridge (2005), in order to handle the individual effects. Chapter 7 finally trajects the effective channels through which innovation, captured through R&D measure and citationweighted patent counts, affect the overall productivity in the Dutch pharmaceutical industry, using the growth accounting approach. This analysis is supplemented with a production function approach, in which R&D investment enters the production function as a factor input. Random effect GLS and system GMM are the two estimation techniques used to serve this purpose. However, the latter approach also includes the semi-parametric Levinsohn-Petrin technique as an additional econometric tool. As the last chapter of the thesis, chapter 8 puts forth the fundamental conclusions as inferred from the previous chapters, with relevant policy implications. From the results obtained in chapter 4, it was empirically established that young and small entrepreneurs, with adequate capital reserve and enjoying higher degree of monopoly are likely to invest in R&D. This entails for the encouragement of venture capital markets and size dependent R&D taxation or regulation. However chapter 5 suggests that bigger sized firms have a greater propensity to persistently patent their innovations, under prominent barriers to entry. Although R&D intensity is found to act as a major determinant for generating new patents, our findings suggest that, not all innovating firms are deemed to patent their innovations. Persistence in patenting is a pivotal strategic measure that big firms undertake to form barriers in the market and evade competition. This can result in prominent market inefficiencies that lead us to question whether patenting is really desirable in the social context. Further, Chapter 6 establishes the sensitivity of the different competition measures in order to analyze its effect on innovation output. From the in-depth empirical analysis undertaken in this chapter, it is asserted that competition exhibits either a negative or a U-shaped relation in the Dutch pharmaceutical industry. Finally, chapter 7 provides evidence of both R&D investment and patenting performance having a positive and significant effect on productivity, while the former has a greater influence than the latter. This reaffirms the fact that not all innovations undergo the patenting process. Therefore, encouraging higher R&D investment is likely to propagate productivity and growth in this sector.

Dit doctoraat bestudeert de simultane relatie tussen innovatie, competitie en bedrijfsprestaties voor de Nederlandse farmaceutische sector, waarbij gecontroleerd wordt voor determinanten op bedrijfsniveau. Meer bepaald worden R&D investeringen en patenten als belangrijkste indicatoren voor innovatie beschouwd, en wordt hun mogelijke verband met competitie, bedrijfsgrootte, bedrijfsleeftijd, kapitaal intensiteit en andere variabelen onderzocht. Uiteindelijk bestuderen we hoe dit verband productiviteit en groei in deze kennisintensieve sector beïnvloedt. Hiertoe wordt een uitgebreide theoretische studie uitgevoerd, alsook meerdere empirische analyses op een panel data set van Nederlandse farmaceutische bedrijven. In het eerste hoofdstuk van dit doctoraat ligt de focus op het theoretisch overzicht en de onderzoeksmotivatie, met aandacht voor de context binnen de Nederlandse farmaceutische sector. Hoofdstuk twee bevat een vergelijkende theoretische studie met de farmaceutische sectoren uit andere Europese landen en de Verenigde Staten. Bijkomend wordt een beschrijving gegeven van het verschil met ontwikkelingslanden, zoals India, wat betreft beleid, regelgeving en financiering. De databronnen en de constructie van de panel data set worden besproken in hoofstuk drie. De volgende hoofdstukken omvatten de kern van dit onderzoek. In hoofdstuk vier wordt onderzocht hoe bedrijfskenmerken van de farmaceutische sector een invloed hebben op de R&D-investeringsbeslissing aan de hand van de generalized sample selection Tobit II schattingstechniek. Vervolgens analyseert hoofdstuk 5 het effect van R&D intensiteit – aldus geschat via de Tobit II schattingstechniek – en andere determinanten op innovatie output via een zero-inflated negative binomial estimation framework. Patenten en citatie-gewogen patenten worden hierbij beschouwd als indicatoren voor innovatie output. Hoofdstuk zes vormt een uitbreiding op hoofdstuk vijf, waarbij meer nadruk wordt gelegd op het aspect competitie in deze sector. Er wordt een diepgaande analytische studie uitgevoerd van verschillende competitie indicatoren, zoals de Herfindahl-Hirschman concentration index, de Lerner index, de mark-up gecorrigeerd voor factor elasticiteiten en winst elasticiteit zoals voorgesteld door Boone (2000). Vervolgens wordt het effect van deze competitie indicatoren op innovatie output van de farmaceutische bedrijven geanalyseerd. De volgende empirische modellen, met kwadratische specificaties voor de competitie maatstaven, worden hierbij gehanteerd: Zero-inflated negative binomial, Hurdle negative binomial logit en Poisson-pseudo maximum likelihood. De schattingstechnieken in hoofdstukken vier, vijf en zes gaan allen uit van de maximum likelihood approach van Wooldridge (2005) om gepast rekening te houden met bedrijfs-individuele effecten. Hoofdstuk zeven vormt de laatste schakel in het onderzoek en geeft een beeld van hoe innovatie, gemeten door R&D en citatie-gewogen patenten, de productiviteit in de Nederlandse farmaceutische sector beïnvloedt aan de hand van een growth accounting approach. Deze analyse wordt aangevuld met een productiefunctie methode, met R&D investeringen als factor input van de productiefunctie. De schatting gebeurt hier op basis van random effect GLS en system Generalized Method of Moments. Deze laatstgenoemde techniek bevat ook de semi-parametrische Levinsohn-Petrin techniek als een bijkomende econometrische methode. Het laatste hoofdstuk bespreekt tenslotte de fundamentele conclusies samen met relevante beleidsimplicaties. De empirische resultaten uit hoofdstuk vier tonen aan dat jonge en kleine ondernemingen meer geneigd zijn om te investeren in R&D als ze beschikken over voldoende kapitaalreserves en een hogere mate van monopolie hebben. De overheid kan hierop inspelen door de markt voor venture capital aan te moedigen en grootte-afhankelijke belastingen en regulatie voor onderzoek en ontwikkeling door te voeren. Hoofdstuk vijf concludeert daarnaast dat grotere bedrijven de neiging hebben om voortdurend hun innovaties te patenteren wanneer belangrijke toetredingsdrempels bestaan. Hoewel gevonden wordt dat R&D intensiteit een belangrijke determinant is voor het genereren van nieuwe patenten, tonen onze resultaten aan dat niet alle innoverende bedrijven hun innovaties patenteren. Het is vooral een strategische zet die grote bedrijven ondernemen om toetredingsdrempels te creëren en competitie te omzeilen. Dit kan leiden tot belangrijke marktinefficiënties, waarbij de vraag gesteld moet worden of patenteren wel wenselijk is in een sociale context. De conclusies inzake competitie worden verder uitgediept in hoofdstuk zes, waar blijkt dat competitie een negatieve dan wel U-vormige relatie vertoont in de Nederlandse farmaceutische sector. Tot slot levert hoofdstuk zeven het bewijs dat zowel R&D investeringen als patent prestaties een significant positief effect hebben op productiviteit, waarbij het eerstgenoemde een grotere invloed heeft dan het laatstgenoemde. Dit bevestigt nogmaals dat niet alle innovaties het patenteringsproces ondergaan. Het is voornamelijk het stimuleren van hogere R&D investeringen dat dus gunstige gevolgen heeft voor de productiviteit en groei in deze sector.