Technology Upgrading with Learning Cost: A Solution for Two Productivity Puzzles

Abstract

As it takes time and effort to learn how to fully utilise new technology and realise its maximum potential productivity gain, adoption of new technology tends to reduce productivity temporarily, even though the potential productivity gain in the long run outweighs this short run loss. This paper points to such “learning cost” in technology upgrading as a potential explanation of the following two “productivity puzzles” reported in the Information Technology (IT) literature and in the studies of East Asian economic growth. First, in the 1980s, US companies made enormous IT investments, but little productivity gain was observed. Second, Total Factor Productivity (TFP) growth of “Newly Industrialising Countries” (NICs) in East Asia was mediocre in spite of the impressive investment drive in those countries. A simple model of optimal intervals for technology upgrading with learning cost is developed. This model predicts that a company with higher frequency in technology upgrading will tend to have higher market value even with lower current profitability. An empirical study using unbalanced panel data of 1,031 US companies from 1986 to 1995 supports this prediction. Extending the scope from firm-level to industry-level, the paper estimates the magnitude of industry-wide learning-by-doing effects using annual data on 15 sub-industries in the Japanese machinery manufacturing sector from 1955 to 1990. The results show that industry-wide learning-by-doing was strong in low-tech industries where technological change was relatively slow, while it was insignificant in high-tech industries which experienced rapid technological evolution. It is also observed in the US and Japanese manufacturing industries that TFP growth tends to decrease with faster capital accumulation. This negative correlation is reproduced in simulations based on the extended model of learning cost. Apprendre a pleinement utiliser une nouvelle technologie et achever son gain potentiel de productivite demandent du temps et des efforts. Pour ces raisons, l’adoption d’une nouvelle technologie tend a baisser temporairement la productivite meme si le gain de productivite a long terme depasse cette perte a court terme. Cette etude presente l’existence des “couts d’apprentissage” comme une explication potentielle a deux paradoxes de la productivite releves dans les etudes concernant les technologies informatiques ainsi que celles portant sur la croissance economique en Asie de l’Est. Premier paradoxe: en depit des investissements enormes par les firmes americaines pendant les annees 80, il en a resulte peu de gain de productivite. Second paradoxe: la croissance de la productivite totale des facteurs (TFP) dans les nouveaux pays industrialises (NPI) de l’Asie de l’Est a ete mediocre malgre leur taux d’investissements exceptionnellement eleve. On modelise, dans cette etude, l’adoption de nouvelles technologies sous l’hypothese des couts d’apprentissage, et on obtient, dans ce cadre, son intervalle optimal. Le modele prevoit que l’adoption technologique plus frequente tend a augmenter la valeur de marche des firmes meme si elle baisse la rentabilite courante. A l’aide des donnees de panel sur 1031 firmes americaines pour la periode 1986-95, une etude econometrique nous permet de confirmer la prevision du modele. Pour etendre l’analyse, on estime aussi l’amplitude des effets de l’apprentissage par pratique (learning by doing) au niveau des branches industrielles. Pour ce faire, on utilise les donnees annuelles (1955-1990) pour 15 branches japonaises fabriquant des machines. Les resultats montrent que l’apprentissage par pratique est plus important pour le gain de productivite dans les industries a basse technologie ou les changements techniques sont relativement lents, alors qu’il occupe une place non significative dans les industries a haute technologie ayant connu une evolution technologique rapide. Par ailleurs, on trouve aussi que le taux de croissance de TFP tend a diminuer avec une accumulation de capital plus rapide dans les industries manufacturieres americaines et japonaises. Cette correlation negative est aussi reproduite par les simulations basees sur le modele elargi des couts d’apprentissage.