[논문 리뷰] More Robust Estimators for Instrumental-Variable Panel Designs, With An Application to the Effect of Imports from China on US Employment

Clément de Chaisemartin, Ziteng Lei|arXiv (Cornell University)|2021. 03. 11.

Advanced Causal Inference Techniques인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 지역 및 시기 간 이질적인 처리 효과가 존재할 경우, 일차 차분 이중최소제곱법(FD 2SLS) 회귀에서 발생하는 편향을 해결하기 위해 도구변수 연관 랜덤 계수(IV-CRC) 추정량을 제안한다. FD 2SLS와 달리, 외생 도구변수를 사용하더라도 음수 가중치와 편향된 추정치를 초래할 수 있으나, IV-CRC 추정량은 이질적 효과 하에서 일관된 추정을 보장한다. 또한 중국 무역 충격이 미국 고용에 미치는 영향을 재분석하여, 기존의 큰 유의성 있는 FD 2SLS 추정치와는 달리, 작은 유의성 없는 효과를 발견한다.

ABSTRACT

We show that first-difference two-stages-least-squares regressions identify non-convex combinations of location-and-period-specific treatment effects. Thus, those regressions could be biased if effects are heterogeneous. We propose an alternative instrumental-variable correlated-random-coefficient (IV-CRC) estimator, that is more robust to heterogeneous effects. We revisit Autor et al. (2013), who use a first-difference two-stages-least-squares regression to estimate the effect of imports from China on US manufacturing employment. Their regression estimates a highly non-convex combination of effects. Our more robust IV-CRC estimator is small and insignificant. Though its confidence interval is wide, it significantly differs from the first-difference two-stages-least-squares estimator.

연구 동기 및 목표

• 지역 및 시기 간 이질적인 처리 효과가 존재할 경우, 일차 차분 이중최소제곱법(FD 2SLS) 추정량에서 발생하는 편향의 원인을 규명하는 것.
• 이질적 효과 하에서도 평균 처리 효과를 일관되게 추정할 수 있는 더 견고한 도구변수 추정량을 개발하는 것.
• 최근 널리 인용된 Autor 등 (2013)의 연구에서 중국 무역 충격이 미국 제조업 고용에 미치는 영향을 새로운 추정량을 사용하여 재평가하는 것.
• 패널 데이터 설정에서 Bartik 유형의 도구변수를 사용할 때, 무작위 충격 가정의 타당성에 관해 연구자들에게 실용적 지침을 제공하는 것.

제안 방법

• 지역 및 시기별 처리 효과를 도구변수와 관련된 랜덤 계수로 모델링하는 도구변수 연관 랜덤 계수(IV-CRC) 추정량을 제안한다.
• FD 2SLS 추정량의 분해를 도출하여, 이가 음수 가중치를 가질 수 있는 비凸 조합의 처리 효과를 식별함을 보여준다.
• 무작위 충격 하에서 가중치가 충족하는 조건을 보장하기 위해, 충격을 시기별 표준편차로 표준화한 수정된 FD 2SLS Bartik 추정량을 도입한다.
• Bartik 설계에서 무작위 충격 가정을 검증하기 위한 두 가지 새로운 검정 통계량을 개발하였으며, 기존 검정보다 더 높은 검정력(유의성)을 가진다.
• 실무자들을 위한 决策 트리 제안: 먼저 무작위 충격을 검정하고, 그 결과에 따라 수정된 FD 2SLS, 풀드 2SLS, 또는 IV-CRC를 선택한다.
• 부트스트랩 기반 표준오차를 사용하며, 소그룹 및 이질성 분석에서 추론의 견고성을 평가하기 위해 공항권역(CZ) 수준에서 군집화를 적용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 지역 및 시기 간 이질적인 처리 효과가 존재할 경우, FD 2SLS 추정량은 평균 처리 효과를 타당하게 추정할 수 있는가?
• RQ2 모든 개인 처리 효과가 음이 아닌 경우에도, 음수 가중치로 인해 FD 2SLS 추정량이 음수 추정치를 도출할 수 있는가?
• RQ3 표준화된 충격을 사용하는 수정된 FD 2SLS Bartik 추정량이 어떤 조건에서 처리 효과의 凸 조합을 추정하는가?
• RQ4 중국 무역 충격이 미국 고용에 미치는 영향에 있어서, IV-CRC 추정량의 결과는 FD 2SLS 추정량과 어떻게 다른가?
• RQ5 처리 효과는 어느 정도 공항권역 간 이질적이며, 어떤 관측 가능한 특성이 이러한 이질성을 예측하는가?

주요 결과

• FD 2SLS 추정량은 지역 및 시기별 처리 효과의 비凸 조합을 식별하며, 이는 음수 가중치를 가질 수 있어 외생 도구변수를 사용하더라도 편향을 초래한다.
• IV-CRC 추정량은 중국 수입이 미국 제조업 고용에 미치는 영향에 대해 -0.059의 작은 유의성 없는 추정치를 도출하였으며, 넓은 신뢰구간을 보이고, FD 2SLS 추정치와 유의적으로 다름(t-stat = -2.330).
• 낮은 루틴 직업 비중을 가진 CZ 하위집단에서는 IV-CRC 추정치가 양수이지만 유의하지 않으며, 높은 루틴 직업 비중 집단에서는 음수이지만 여전히 유의하지 않으며, 두 집단 간 차이는 매우 유의적(t-stat = -3.694).
• 연구는 강력한 이질적 처리 효과의 증거를 발견하였다: 루틴 직업 비중이 높은 CZ에서는 고용에 더 부정적인 영향을 받으며, Bonferroni 보정 후에도 이러한 이질성은 통계적으로 유의적이다.
• 제안된 무작위 충격 가정 검정은 ADH 데이터에서 귀무가설을 기각하였고, 이는 Borusyak 등 (2022)의 이전 검정 결과와는 다름을 보여, 새로운 검정이 더 높은 검정력을 가짐을 시사한다.
• 시간에 따라 일정한 처리 효과가 없다는 가정은 기각됨(p-value < 0.05), 이는 시간에 따라 변화하는 효과가 FD 2SLS 추정치를 편향시킬 수 있음을 시사한다.