固定効果:各グループを自身の対照にする

計量経済学04 / ノート

within 推定量は時間不変のグループ交絡を一度に消す。その代わり、グループ間変動をすべて捨てる。

同じ人、企業、地区を繰り返し観測したグループデータがあり、各グループに説明変数と相関する固定的で観測不能な特性があるとする。**固定効果(FE)**は、各グループを自身の対照として扱う。

グループ固有の切片を持つモデルを書く。

y_ig = x_ig'β + α_g + ε_ig

within(FE)推定量は、各変数からグループ平均を引き、ỹ_ig = y_ig − ȳ_g とすることで α_g を完全に消す。

β̂_FE = ( Σ x̃_ig x̃_ig' )⁻¹ Σ x̃_ig ỹ_ig

代数的には、グループダミーをすべて含む OLS(LSDV)と同一である。利益は大きい。グループ内で一定である限り、観測されるか否かを問わず、すべての時間不変なグループ交絡を除去できる。測定せずに一群の欠落変数バイアスを消せる。

代償も同じく重要である。

  • FE はグループ内変動だけで識別する。グループ内で一定の説明変数は α_g とともに消え、その係数を推定できない。
  • グループ間変動を捨てる。関心がまさにグループ間差にあるなら、FE は信号を捨てるため、誤った道具になる。せいぜい関心係数を弱める頑健性確認にしかならない。

代替推定量との関係は次の通りである。

推定量 α_g に関する仮定 使用する変動
プール OLS x と無相関かつゼロ グループ間 + 内
ランダム効果 x と無相関 グループ間 + 内(効率的)
固定効果 x と相関してよい グループ内のみ

Hausman 検定は FE と RE を比較し、有意なら α_g が説明変数と相関するため FE を選ぶ。

FE の限界も明確である。吸収できるのはグループ内で一定の交絡だけだ。時間変動するショックなど、グループ内で変わりながら x と相関するものは残り、操作変数または明示的な研究設計が必要になる。

よくある誤りは、FE の下でグループ内一定変数の効果を推定しようとすること(不可能である)、そして関心対象がグループ間対比なのに FE を機械的に選ぶことである。