網(wǎng)絡(luò)外部性下基于投資溢出的企業(yè)研發(fā)行為研究

摘要:文章對(duì)存在網(wǎng)絡(luò)外部性和投資溢出環(huán)境下的企業(yè)研發(fā)行為進(jìn)行了研究，分析了網(wǎng)絡(luò)外部性，產(chǎn)品兼容性以及投資溢出等對(duì)企業(yè)研發(fā)策略的影響。研究發(fā)現(xiàn)，單個(gè)企業(yè)研發(fā)時(shí)，研發(fā)企業(yè)的利潤(rùn)一定會(huì)得到增加，且網(wǎng)絡(luò)外部性會(huì)增加其研發(fā)投入，兼容性和溢出效應(yīng)則會(huì)降低其研發(fā)投入;兩企業(yè)同時(shí)研發(fā)時(shí)，雙方將會(huì)因陷入“囚徒困境”被迫進(jìn)行研發(fā)，且研發(fā)投入隨溢出效應(yīng)的增加而減少，而與網(wǎng)絡(luò)外部性和兼容性無(wú)關(guān)。因此，政府可通過(guò)提高網(wǎng)絡(luò)外部性，降低兼容性等方式改變企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，使企業(yè)陷入“囚徒困境”中，以此促使企業(yè)進(jìn)行研發(fā)投入。

關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)外部性;投資溢出;研發(fā)

一、 引言

本文建立網(wǎng)絡(luò)外部性下基于投資溢出的研發(fā)博弈模型，分別對(duì)單個(gè)企業(yè)研發(fā)和兩企業(yè)同時(shí)研發(fā)時(shí)的企業(yè)研發(fā)行為進(jìn)行研究，找出不同條件下的企業(yè)最優(yōu)研發(fā)投資策略，并分析網(wǎng)絡(luò)外部性，產(chǎn)品兼容性以及投資溢出等對(duì)企業(yè)研發(fā)策略影響。為企業(yè)研發(fā)策略以及政府相關(guān)科技政策的制定提供理論支持。

二、 問(wèn)題描述

三、 模型建立

企業(yè)1和企業(yè)2在產(chǎn)品市場(chǎng)和研發(fā)活動(dòng)上進(jìn)行的是兩階段博弈。第一階段為研發(fā)博弈，企業(yè)在這一階段主要是決定研發(fā)水平和兼容性選擇。第二階段為產(chǎn)品博弈，企業(yè)在這一階段主要是決定產(chǎn)品價(jià)格。本文將采用逆向歸納法求解企業(yè)在兩階段均衡策略。

1. 研發(fā)前。研發(fā)前，企業(yè)i的利潤(rùn)為:

3. 兩個(gè)企業(yè)同時(shí)研發(fā)。當(dāng)兩個(gè)企業(yè)都進(jìn)行研發(fā)時(shí)，企業(yè) 的利潤(rùn)為:

四、 均衡解分析

1. 單個(gè)企業(yè)研發(fā)。通過(guò)對(duì)單個(gè)企業(yè)研發(fā)時(shí)的均衡解分析，可以得出結(jié)論如下。

結(jié)論1 單個(gè)企業(yè)研發(fā)時(shí)，選擇研發(fā)的企業(yè)將會(huì)進(jìn)行研發(fā)投入，而僅當(dāng)5r2A2-9N>0時(shí)，另一個(gè)企業(yè)不進(jìn)行研發(fā)投入，否則該企業(yè)也將進(jìn)行研發(fā)投入。

證明:對(duì)比(4)式和(9)式可知，通過(guò)研發(fā)投入，企業(yè)1的利潤(rùn)得到了增長(zhǎng)，因此企業(yè)1將進(jìn)行研發(fā)投入。而當(dāng) 5r2A2-9N>0時(shí)，企業(yè)2在企業(yè)1研發(fā)前后的利潤(rùn)差為正，因此，企業(yè)2將不進(jìn)行研發(fā)投入;反之，利潤(rùn)差為負(fù)，企業(yè)2將被逼進(jìn)行研發(fā)投入。結(jié)論1證畢。

結(jié)論1表明，當(dāng)只有單個(gè)企業(yè)進(jìn)行研發(fā)時(shí)，選擇研發(fā)的企業(yè)將因生產(chǎn)成本的降低而可以降低產(chǎn)品售價(jià)，從而獲得更大的市場(chǎng)份額和利潤(rùn)，因此，企業(yè)將進(jìn)行研發(fā)投入。而不進(jìn)行研發(fā)投如的企業(yè)雖可以因溢出效應(yīng)的存在而降低少許生產(chǎn)成本，但卻往往因溢出效應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)外部性等的綜合影響使得其利潤(rùn)反而降低了，這時(shí)，企業(yè)則將被逼進(jìn)行研發(fā)投入。由條件5r2A2-9N>0可以看出，研發(fā)效率 越大，非研發(fā)企業(yè)越不會(huì)進(jìn)行研發(fā)投入，這主要是因?yàn)檠邪l(fā)效率r越高，非研發(fā)企業(yè)因溢出效應(yīng)而降低的生產(chǎn)成本越多，所以就越不會(huì)進(jìn)行研發(fā)投入;消費(fèi)者購(gòu)買產(chǎn)品的單位其他成本 越大，非研發(fā)企業(yè)越可能被逼進(jìn)行研發(fā)投入，這主要是由于消費(fèi)者的其他成本上升會(huì)導(dǎo)致消費(fèi)者更加看重產(chǎn)品價(jià)格，增加價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度，因此企業(yè)就越有能進(jìn)行研發(fā)來(lái)降低生產(chǎn)成本和產(chǎn)品售價(jià)。

結(jié)論2 單個(gè)企業(yè)研發(fā)時(shí)，兩個(gè)企業(yè)都傾向于高兼容性。

證明:求企業(yè)1的均衡利潤(rùn)對(duì)兼容性的一階偏導(dǎo)可得，?墜?仔1*/?墜?茁>0，由此可知，企業(yè)1的均衡利潤(rùn)隨兼容性的增加而上升，因此，研發(fā)企業(yè)傾向于高兼容性。由結(jié)論1中的條件5r2A2-9N>0可以看出，?茁越大，非研發(fā)企業(yè)的利潤(rùn)增長(zhǎng)額越大，因此越傾向于兼容性。由此可知，單個(gè)企業(yè)研發(fā)時(shí)，兩個(gè)企業(yè)都傾向于高兼容性。結(jié)論2證畢。

結(jié)論2表明，隨著兼容性的增加，市場(chǎng)份額在企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)中的地位降低，因此，企業(yè)就不必為了爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額進(jìn)行過(guò)度價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，從而提高了研發(fā)企業(yè)的均衡價(jià)格和利潤(rùn)。

結(jié)論3 單個(gè)企業(yè)研發(fā)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)外部性會(huì)增加企業(yè)研發(fā)投入，而兼容性和溢出效應(yīng)則會(huì)降低企業(yè)研發(fā)投入。

證明:由?墜x1*/?墜?琢>0可知，隨著網(wǎng)絡(luò)外部性的增強(qiáng)，企業(yè)會(huì)增加研發(fā)投入。由?墜x1*/?墜?茁<0，?墜x1*/?墜?酌<0可知，隨著兼容性或溢出效應(yīng)的增強(qiáng)，企業(yè)則會(huì)降低研發(fā)投入。因此，單個(gè)企業(yè)研發(fā)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)外部性會(huì)增加企業(yè)研發(fā)投入，而兼容性和溢出效應(yīng)則會(huì)降低企業(yè)研發(fā)投入。結(jié)論3證畢。

結(jié)論3表明，網(wǎng)絡(luò)外部性越強(qiáng)，產(chǎn)品市場(chǎng)份額對(duì)消費(fèi)者產(chǎn)品的選擇和企業(yè)利潤(rùn)的影響越大。若能大幅降低生產(chǎn)成本，就可以更多的降低產(chǎn)品售價(jià)，從而提高產(chǎn)品市場(chǎng)份額和企業(yè)利潤(rùn)，而產(chǎn)品市場(chǎng)份額的增加又會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)外部性產(chǎn)生產(chǎn)品價(jià)格、市場(chǎng)份額和消費(fèi)者效用間的正反饋效應(yīng)，提高消費(fèi)者的網(wǎng)絡(luò)效用和凈效用，以進(jìn)一步增加企業(yè)的市場(chǎng)份額，甚至獲得市場(chǎng)壟斷地位，從而獲得更高的利潤(rùn)。因此，隨著網(wǎng)絡(luò)外部性的增強(qiáng)，研發(fā)企業(yè)就會(huì)不斷提高其研發(fā)投入。而兼容性則會(huì)提高研發(fā)企業(yè)市場(chǎng)份額帶給非研發(fā)企業(yè)消費(fèi)者的效用，提高非研發(fā)企業(yè)更多的收益，于是降低了市場(chǎng)份額在企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)中的地位，以及企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度，從而削弱了研發(fā)企業(yè)通過(guò)研發(fā)降低生產(chǎn)成本來(lái)提高產(chǎn)品市場(chǎng)份額的動(dòng)力。因此，隨著兼容性的提高，研發(fā)企業(yè)就會(huì)降低其研發(fā)投入。隨著溢出效應(yīng)的增加，研發(fā)企業(yè)的研發(fā)投入帶給非研發(fā)企業(yè)的收益更大，同時(shí)給研發(fā)企業(yè)帶來(lái)相應(yīng)的損失也更大，這就削弱了研發(fā)企業(yè)的研發(fā)動(dòng)力，降低了其研發(fā)投入。因此，隨著投資溢出效應(yīng)的提高，研發(fā)企業(yè)就會(huì)降低其研發(fā)投入。

2. 兩個(gè)企業(yè)同時(shí)研發(fā)。通過(guò)對(duì)單個(gè)企業(yè)研發(fā)時(shí)的均衡解分析，可以得出結(jié)論如下。

證明:對(duì)比(4)式和(14)式(即研發(fā)前后的企業(yè)利潤(rùn))可知，若企業(yè)同時(shí)進(jìn)行研發(fā)投入，其利潤(rùn)將下降，因此，當(dāng)兩個(gè)企業(yè)選擇同時(shí)研發(fā)時(shí)，企業(yè)將不會(huì)自愿進(jìn)行研發(fā)投資。但是，由結(jié)論1可知，當(dāng)5r2A2-9N>0時(shí)，研發(fā)企業(yè)的利潤(rùn)將因研發(fā)投入而增加，而非研發(fā)企業(yè)的利潤(rùn)則會(huì)降低，因此，雙方陷入了“囚徒困境”，即雙方都希望只有自己進(jìn)行研發(fā)，而對(duì)方不進(jìn)行研發(fā)，而最終結(jié)果是雙方被迫進(jìn)行研發(fā)。由此可知，當(dāng)兩個(gè)企業(yè)選擇同時(shí)研發(fā)時(shí)，雙方均不會(huì)自愿進(jìn)行研發(fā)投資，但是，當(dāng)5r2A2-9N>0時(shí)，雙方則會(huì)被迫進(jìn)行研發(fā)投資。結(jié)論4證畢。

結(jié)論4表明，由于研發(fā)前兩個(gè)企業(yè)就已經(jīng)占領(lǐng)了整個(gè)產(chǎn)品市場(chǎng)，因此若同時(shí)進(jìn)行研發(fā)，雙方都不能通過(guò)降低生產(chǎn)成本和產(chǎn)品售價(jià)來(lái)提高市場(chǎng)份額，那么，進(jìn)行研發(fā)就會(huì)給企業(yè)帶來(lái)額外的成本，必然降低企業(yè)利潤(rùn)，企業(yè)就不會(huì)自愿進(jìn)行研發(fā)投資。但是，某些環(huán)境下，若兩個(gè)企業(yè)無(wú)法就均不進(jìn)行研發(fā)達(dá)成可執(zhí)行的協(xié)議，形成可置信的威脅，促使雙方嚴(yán)格執(zhí)行協(xié)議，則雙方就會(huì)陷入“囚徒困境”，必然都會(huì)為了增加自身利潤(rùn)而打破雙方均不研發(fā)的均衡進(jìn)行研發(fā)。結(jié)合結(jié)論1和結(jié)論2的分析，若政府想促使企業(yè)進(jìn)行研發(fā)，則應(yīng)該設(shè)法提高研發(fā)溢出效應(yīng)，并提高產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性，降低兼容性，從而提高市場(chǎng)份額在雙方競(jìng)爭(zhēng)中的地位，增強(qiáng)產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度。

結(jié)論5 當(dāng)兩個(gè)企業(yè)同時(shí)研發(fā)時(shí)，雙方均傾向于高兼容性，高溢出效應(yīng)，以及低網(wǎng)絡(luò)外部性。

證明:由?墜?仔i*/?墜?茁>0，?墜?仔i*/?墜?酌>0，以及?墜?仔i*/?墜?琢<0，i=1，2，可知雙方的均衡利潤(rùn)隨兼容性和溢出效應(yīng)的提高而增加，而隨著網(wǎng)絡(luò)外部性的提高而降低。因此，當(dāng)兩個(gè)企業(yè)同時(shí)研發(fā)時(shí)，雙方均傾向于高兼容性、高溢出效應(yīng)，以及低網(wǎng)絡(luò)外部性。結(jié)論5證畢。

結(jié)論5表明高兼容性和低網(wǎng)絡(luò)外部性會(huì)降低市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度，高溢出效應(yīng)會(huì)使企業(yè)無(wú)償獲得更多研發(fā)投入，因此，高兼容性，高溢出效應(yīng)，以及低網(wǎng)絡(luò)外部性會(huì)提高企業(yè)利潤(rùn)，企業(yè)就會(huì)更傾向于高兼容性，高溢出效應(yīng)和低網(wǎng)絡(luò)外部性。

結(jié)論6 當(dāng)兩個(gè)企業(yè)同時(shí)研發(fā)時(shí)，企業(yè)研發(fā)投入隨溢出效應(yīng)的增加而減少，而與網(wǎng)絡(luò)外部性和兼容性無(wú)關(guān)。

證明:由?墜xi*/?墜?酌<0，i=1，2，可知企業(yè)研發(fā)投入隨溢出效應(yīng)的增加而減少。由(11)式則可知，企業(yè)研發(fā)投入與網(wǎng)絡(luò)外部性和兼容性無(wú)關(guān)。因此，當(dāng)兩個(gè)企業(yè)同時(shí)研發(fā)時(shí)，企業(yè)研發(fā)投入隨溢出效應(yīng)的增加而減少，而與網(wǎng)絡(luò)外部性和兼容性無(wú)關(guān)。結(jié)論6證畢。

結(jié)論6表明，溢出效應(yīng)越大，企業(yè)從對(duì)方的研發(fā)投入中額外增加的研發(fā)投入就越大，這時(shí)，高溢出效應(yīng)所產(chǎn)生的負(fù)效應(yīng)就越明顯，會(huì)從兩個(gè)方面導(dǎo)致企業(yè)減少研發(fā)投入。首先，企業(yè)從降低溢出效應(yīng)帶給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手利益的角度出發(fā)減少自己的研發(fā)投入;其次，高溢出效應(yīng)提高了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的研發(fā)投入給企業(yè)帶來(lái)的額外研發(fā)投資，企業(yè)從降低成本的角度出發(fā)也會(huì)減少研發(fā)投入。因此，溢出效應(yīng)越大，企業(yè)的研發(fā)投入就越低。

結(jié)論7當(dāng)兩個(gè)企業(yè)同時(shí)研發(fā)時(shí)，產(chǎn)品價(jià)格會(huì)隨兼容性和溢出效應(yīng)的增加而提高，而隨網(wǎng)絡(luò)外部性的增加而降低。

證明:由?墜Pi*/?墜?茁>0，?墜Pi*/?墜?酌<0，以及 ?墜Pi*/?墜?琢<0，i=1，2，可知產(chǎn)品價(jià)格會(huì)隨兼容性和溢出效應(yīng)的增加而提高，而隨網(wǎng)絡(luò)外部性的增加而降低。結(jié)論7證畢。

結(jié)論7表明，隨著兼容性的增加或網(wǎng)絡(luò)外部性的降低，市場(chǎng)份額在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中的地位下降，企業(yè)間的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度減弱，企業(yè)就不必為了爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額而展開(kāi)過(guò)度價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，因此，企業(yè)就會(huì)提高產(chǎn)品價(jià)格從而增加利潤(rùn)。而隨著溢出效應(yīng)的增加，企業(yè)會(huì)減少其研發(fā)投入，企業(yè)生產(chǎn)成本的降低幅度也會(huì)縮小，因此，企業(yè)的產(chǎn)品價(jià)格就會(huì)提高。

五、 結(jié)論

本文建立了網(wǎng)絡(luò)外部性下基于投資溢出的研發(fā)博弈模型，分別對(duì)單個(gè)企業(yè)研發(fā)和兩企業(yè)同時(shí)研發(fā)時(shí)的企業(yè)研發(fā)行為進(jìn)行了研究，分析了網(wǎng)絡(luò)外部性，產(chǎn)品兼容性以及投資溢出等對(duì)企業(yè)利潤(rùn)和研發(fā)投資策略的影響。研究發(fā)現(xiàn)，單個(gè)企業(yè)研發(fā)時(shí)，研發(fā)企業(yè)的利潤(rùn)一定會(huì)得到增加，而非研發(fā)企業(yè)則可能會(huì)被降低;單個(gè)企業(yè)研發(fā)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)外部性會(huì)增加企業(yè)研發(fā)投入，而兼容性和溢出效應(yīng)則會(huì)降低企業(yè)研發(fā)投入;兩個(gè)企業(yè)同時(shí)研發(fā)時(shí)，雙方將不會(huì)自愿進(jìn)行研發(fā)，但會(huì)因陷入“囚徒困境”而被迫進(jìn)行研發(fā);兩個(gè)企業(yè)同時(shí)研發(fā)時(shí)，企業(yè)研發(fā)投入隨溢出效應(yīng)的增加而減少，而與網(wǎng)絡(luò)外部性和兼容性無(wú)關(guān)。因此，政府可以通過(guò)改變企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，如提高產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)外部性，降低產(chǎn)品兼容性等，使得企業(yè)陷入“囚徒困境”博弈中，以此促使企業(yè)進(jìn)行研發(fā)投入。

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基金項(xiàng)目:國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(08AJY028);教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃(NCET-08-0609)。

作者簡(jiǎn)介:趙世海，重慶大學(xué)經(jīng)濟(jì)與工商管理學(xué)院博士生;幸昆侖，重慶大學(xué)經(jīng)濟(jì)與工商管理學(xué)院博士生。

收稿日期:2009-11-05。