網絡外部性下基于溢出效應的企業合作研發動機研究

摘要:文章對存在網絡外部性和溢出效應環境下的企業合作研發動機進行了研究，分析了網絡外部性，兼容性以及溢出效應等對企業合作研發動機、策略，以及社會福利等的影響。研究發現，合作研發能提高企業利潤和社會福利;兼容性較大時，高外部性會提高企業研發動機和研發投入;高兼容性和高溢出效應性會增強企業研發動機，提高其研發投入。因此，政府應鼓勵企業生產高網絡外部性和高兼容性的產品，并提高研發溢出效應，以此提高企業研發投入，企業利潤和社會福利。

關鍵詞:網絡外部性;兼容性;溢出效應;合作研發;研發動機

一、 引言

現實生活中有很多產品(如即時通訊軟件，電訊或網絡服務等)都具有網絡外部性或兼容性，即消費者消費產品所獲效用會隨該產品用戶量和同類其它產品用戶量的增多而變大。網絡外部性和兼容性不僅會影響消費者的效用和購買決策，還會對廠商的研發動機和研發策略產生較大影響。此外，這些產品的技術更新升級非常快，研發創新行為比較頻繁，溢出效應比較明顯。為了降低研發成本，或將溢出效應“內生化”，企業往往與競爭對手結成研發聯盟進行合作創新。因此，有必要對網絡外部性和溢出效應條件下的企業研發動機和投資策略進行研究。

國內外學者對網絡外部性下的企業研發動機和策略進行了研究。如李克克和陳宏民研究了網絡外部性特征產業中具有不對稱網絡規模的寡頭市場條件下，潛在技術主導廠商的RD決策以及創新動機，以及在位廠商如何利用安置基礎和學習成本的壁壘效應對創新廠商的進入進行遏制。Saaskilahti則研究發現網絡外部性條件下，當溢出效應較低時，領導企業會投入更多的研發資源。楊勇和達慶利[4]研究了正網絡外部性條件下成本不對稱企業的技術創新投資決策問題，研究表明，均衡的結果依賴于成本不對稱程度和網絡外部性的共同作用。Kim研究了技術創新、消費者預期與企業兼容性選擇的關系，研究發現，生產高質量產品的企業偏好不兼容，生產低質量產品的企業則偏好兼容。Kristiansen研究發現，與社會最優相比，在位者會選擇風險過高的研發項目，而進入者則會選擇風險過低研發項目。但以上文獻研究的均是企業獨立研發時的投資策略，事實上，由于合作研發具有分擔成本和風險，將溢出效應“內生化”等優勢，越來越多的企業采用合作的形式進行研發。近年來，一些學者開始對網絡外部性和溢出效應條件下的企業合作研發行為進行研究。如文守遜和鄭存麗運用兩階段博弈模型，研究了網絡外部性條件下雙寡頭企業的RD合作策略。該研究忽略了產品兼容性的影響，但現實情況以及現有研究表明，兼容性通常與網絡外部性并存，是企業研發策略的主要影響因素之一，因此，在分析企業合作研發動機時，應考慮兼容性的影響。

基于此，本文建立網絡外部性和兼容性下基于溢出效應的合作研發博弈模型，對企業的合作研發動機和投資策略進行研究，并分析網絡外部性，產品兼容性以及溢出效應等對企業的合作研發動機、研發投資策略、企業利潤以及社會福利的影響，找出不同環境下的企業最優合作研發投資策略。為企業合作研發策略以及政府相關科技政策的制定提供理論支持。

二、 問題描述

在具有網絡外部性的產品市場上有兩個寡頭企業(即企業1和企業2)展開競爭，產品反需求函數為P=P0-a0q，其中，q為企業1和企業2的產品產量之和，即q=q1+q2。由于存在網絡外部性，消費者可以從產品的網絡規模(即產品市場份額)中獲得一定的網絡效用。網絡效用由自身網絡效用和可兼容網絡效用兩部分組成。購買產品i(i=1，2)的自身網絡效用為?琢qi，可兼容網絡效用為?琢?茁q3-i，其中，?琢為網絡外部性強度系數，?茁為兼容性系數，且0

現兩企業計劃進行降低生產成本的研發活動，為了分擔研發成本，將溢出效應內生化并形成協同優勢，雙方決定結成研發聯盟進行合作研發。由于溢出效應的存在，企業的部分研發成果會為合作伙伴所用，降低合作伙伴的生產成本，即，研發后企業i(i=1，2)的單位生產成本為Ci=C0-xi-?茲x3-i，其中，C0為企業i的研發前單位生產成本，xi為企業i的研發成果，?茲為溢出系數，0?燮?茲?燮1，即企業i每降低1個單位的生產成本，其合作伙伴將因溢出效應而降低生產成本?茲。企業i的研發投入Ii為其研發成果的二次函數，即Ii=?酌x2i/2，其中，?酌為創新難度，即?酌越大，創新難度越高，降低一定的單位生產成本所需的研發投入越大。

三、 模型建立

企業1和企業2在產品市場和研發活動上進行的是兩階段博弈。第一階段為研發博弈，企業在這一階段主要是以雙方總利潤最大化為目標決定研發投入水平。第二階段為產品博弈，企業在這一階段主要是以自身利潤最大化為目標決定產品價格。本文將采用逆向歸納法求解企業在兩階段的均衡策略。

四、 均衡解分析

通過對企業合作研發前后的均衡解分析，可以得出結論如下:

結論1:兩個企業均愿意進行合作研發。

證明:將(11)式減去(4)式可得研發后的企業利潤與研發前的企業利潤之差為?駐?仔i>0，i=1，2。因此，兩個企業均愿意進行合作研發。結論1證畢。

結論1表明，當兩個企業進行合作研發時，雙方可以通過降低生產成本和產品售價來提高市場份額，從而提高企業利潤，因此企業就會愿意進行合作研發。

結論2表明高兼容性會降低市場份額在企業競爭中的地位，從而降低企業間的市場競爭強度，而高溢出效應則會使企業無償的降低更多的生產成本，因此，高兼容性和高溢出效應將提高企業利潤，企業就會更傾向于高兼容性和高溢出效應。

由條件N2>0可以看出，a0越大，N2就越可能大于0，企業就越傾向于高網絡外部性。這主要是因為，隨著a0的增大，企業通過降低產品價格所能提高的產品銷量減少，企業必然希望通過增大網絡外部性來形成正反饋效應，即降低產品售價來提高產品銷量和市場份額，市場份額的增加又通過網絡外部性提高消費者效用，提高消費者對產品的需求，進一步增加企業的市場份額，提高企業利潤。因此， a0越大，企業就越傾向于高網絡外部性。

而當網絡外部性?琢越小，N2就越可能大于0，企業就越傾向于高網絡外部性。同理，當網絡外部性較小時，企業期望通過增大網絡外部性來形成正反饋效應，從而提高企業利潤。因此，網絡外部性較小時，企業就會更傾向于高網絡外部性。但隨著網絡外部性越來越大時，市場份額在企業競爭中的地位越來越重要，這時，高網絡外部性就會提高企業間的市場競爭強度，企業就會為了爭奪市場份額而展開過度的價格競爭，從而降低了企業利潤。因此，當網絡外部性的過大時，企業就會更傾向于低網絡外部性。

結論3當兩個企業進行合作研發時，企業的研發動機和研發投入隨兼容性和溢出效應的提高而增加，若N2>0研發動機和研發投入隨網絡外部性的提高而增加，否則，隨網絡外部性的提高而減少。

證明:由?墜I**i/?墜?茁>0，?墜I**i/?墜?茲>0，i=1，2，可知企業的研發動機和研發投入隨兼容性和溢出效應的提高而增加。若N2>0，則?墜I**i/?墜?琢>0，i=1，2，企業研發投入隨網絡外部性的提高而增加，否則，?墜I**i/?墜?琢<0，企業的研發動機和研發投入網絡外部性的提高而減少。因此，當兩個企業進行合作研發時，企業的研發動機和研發投入隨兼容性和溢出效應的提高而增加，若N2>0，研發動機和研發投入隨網絡外部性的提高而增加，否則，隨網絡外部性的提高而減少。結論3證畢。

結論3表明，隨著兼容性的提高，企業從市場份額的增加中獲得的收益更大，因此，企業就更愿意投入更多研發資源以降低生產成本和產品售價，從而提高市場份額和利潤，即企業的研發動機就會更強，企業研發投入也就更多。由于兩個企業結成了研發聯盟進行合作研發，因此實現了溢出效應的“內生化”，隨著溢出效應的變大，研發聯盟從企業研發投入中獲得的收益更大，因此，聯盟企業的研發動機越強，企業就會增加研發投入。

當a0越大時，N2越有可能大于0，企業就越會隨著網絡外部性的提高而增加研發投入。這主要是因為，當a0較大時，企業降低相同的產品價格所能提高的產品銷量較低，而高網絡外部性又增強了市場份額對消費者購買決策的影響，從而提高了市場份額在企業競爭中的地位和企業間的競爭強度，促使企業增加研發投入來大幅降低生產成本和產品售價，提高市場份額。因此，a0越大，企業就越會隨網絡外部性提高而增加研發投入。

當網絡外部性?琢較小時，N2就越可能大于0，企業就越會隨著網絡外部性的提高而增加研發投入。同理，高網絡外部性增強了企業間競爭強度，促使企業增加研發投入來提高產品銷量和企業利潤。因此，當網絡外部性較小時，企業會隨著網絡外部性的變大而增加研發投入。但當網絡外部性過高時，高網絡外部性所增強的價格、網絡外部性和市場份額間正反饋效應就會導致企業稍微降低一點產品售價即能較大幅度的增加產品銷量和市場份額，這時，企業就不必通過大量增加研發投入來降低產品售價，企業的研發動機被削弱。因此，當網絡外部性過大時，企業反而會隨著網絡外部性的變大逐漸減少其研發投入。

結論4當兩個企業進行合作研發時，社會福利將得到提高。

證明:由于合作研發后的社會福利函數較為復雜，因此，本文將社會福利分拆為企業利潤和消費者剩余分別進行比較。由結論1通過合作研發，企業利潤得到了提高。由(11)式減去(2)式可得研發前后產量差?駐qi>0，i=1，2，即合作研發后的產品產量高于研發前。由(10)式減去(3)式可得研發前后價格差為?駐Pi<0，i=1，2，即合作研發后的產品價格低于研發前。由于消費者剩余為(P0-Pi)q/2，而研發后的產量高于研發前，價格則低于研發前，因此，研發后的消費者剩余大于研發前。由于通過合作研發，企業利潤和消費者剩余均的得到了提高，因此，當兩個企業進行合作研發時，社會福利將得到提高。結論4證畢。

結論4表明，企業通過合作研發，可以降低生產成本和產品售價，從而提高產品市場產量和銷量，以及企業利潤。而消費者也從產品售價的降低中獲利，消費者剩余得到了提高，社會福利也因此得到了增加。

五、 結論

本文建立了網絡外部性下基于溢出效應的合作研發博弈模型，對企業合作研發的動機進行了研究，并分析了網絡外部性，產品兼容性以及投資溢出等對企業合作策略、利潤以及社會福利等的影響。研究發現，合作研發不但能提高企業利潤，而且可以增加消費者剩余和社會福利，因此，政府應鼓勵企業進行合作研發。當兼容性較大或外部性較小時，企業的研發動機、研發投入、企業利潤以及社會福利均隨網絡外部性的提高而增加。因此，政府應鼓勵企業生產高網絡外部性的產品，或采取改變消費者的消費文化等措施提高企業產品的網絡外部性。隨著兼容性和溢出效應性的增大，企業的研發動機、研發投入、利潤以及社會福利均會得到增加，因此，政府應鼓勵企業生產兼容性強的產品，并鼓勵企業采用反求工程等方法增加研發成果溢出，實現激勵企業投入更多研發資源，提高企業利潤和社會福利的目的。

參考文獻:

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基金項目:國家社會科學基金重點項目(08AJY028)。

作者簡介:孟衛東，重慶大學經濟與工商管理學院教授、博士生導師;雙海軍，重慶大學經濟與工商管理學院博士生;幸昆侖，重慶大學經濟與工商管理學院博士生。

收稿日期:2009-12-26。