技術(shù)研發(fā)的三階段模型

○鄧忠奇

（南開大學(xué)經(jīng)濟與社會發(fā)展研究院天津 300071）

一、引言

先進技術(shù)作為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的核心所在，一直都受到政府和企業(yè)的重視。我國政府一方面加大投入力度，鼓勵企業(yè)自主研發(fā)，并強調(diào)核心技術(shù)的獨立自主性，另一方面也支持企業(yè)引進國外的先進技術(shù)，主張國際協(xié)作。由于我國以往的技術(shù)積淀較少，技術(shù)層面上一直先天不足，因而很大程度上依賴技術(shù)的引進。但是眾多戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對于我國而言，不僅僅體現(xiàn)在經(jīng)濟效應(yīng)上，更重要的是體現(xiàn)我國的綜合國力和未來經(jīng)濟發(fā)展的制高點，所以我國對內(nèi)必須形成良好的自主研發(fā)氛圍，不能過度依賴進口。這就導(dǎo)致了技術(shù)研發(fā)和引進的矛盾，如果技術(shù)問題不能得到有效解決，我國產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將受到重大制約。

目前科技水平飛速發(fā)展，不斷有新技術(shù)新產(chǎn)品問世，各國都想抓住這次新技術(shù)革命時期來大力發(fā)展自身綜合力量，因而現(xiàn)階段從技術(shù)角度來研究產(chǎn)業(yè)的發(fā)展顯得尤為重要。但是國內(nèi)的相關(guān)文獻較少，基本上都是側(cè)重于政策論述，沒有具體模型的支持，使得這些論述顯得相當空洞。本文試從技術(shù)研發(fā)、技術(shù)引進、技術(shù)外溢以及政府資助等方面建立模型，并用模型來分析具體問題。一來對企業(yè)技術(shù)層面的決策提供一定的指導(dǎo)，以促進我國技術(shù)的快速發(fā)展。二來響應(yīng)我國政府大力發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的號召，希望對我國新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有所裨益。

圖1 實際回報率偏離預(yù)期回報率的可能性

聶洪光（2010）認為，在自主創(chuàng)新模式下產(chǎn)業(yè)的發(fā)展源于企業(yè)實驗室自主研發(fā)的技術(shù)項目，當技術(shù)成熟以后開始進行試生產(chǎn)，試生產(chǎn)成功以后的產(chǎn)品進入市場試水，只有獲得市場認可后才能進行規(guī)模生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化。他將自主創(chuàng)新模式下的產(chǎn)業(yè)發(fā)展歸納為三個階段：自主研發(fā)階段、企業(yè)試生產(chǎn)階段、市場化階段。這與Link&Scott（2001）將產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)分為研發(fā)階段、商業(yè)化階段和應(yīng)用階段的分類方法一致。

圖2 自主研發(fā)與技術(shù)引進的期望收益率關(guān)系

徐佩、費方域（2010）在Link&Scott（2001）的三階段模型的基礎(chǔ)上，從政府資助共性技術(shù)研發(fā)對企業(yè)收益和風(fēng)險影響的微觀角度研究了政府資助對共性技術(shù)研發(fā)企業(yè)研發(fā)投入的影響，并識別了共性研發(fā)失靈的主要影響因素以及政府對共性技術(shù)研發(fā)企業(yè)資助效果的作用原理及主要影響因素。他們認為政府對共性技術(shù)研發(fā)企業(yè)進行資助，會使研發(fā)企業(yè)的期望收益率、收益的方差增加，但會使研發(fā)企業(yè)資本的下偏風(fēng)險降低，從而可以看出政府加大資助是有利的。本文沿用三階段模型來分析技術(shù)研發(fā)與引進問題。

二、技術(shù)研發(fā)的三階段模型

Link&Scott（2001）在研究美國ATP計劃對技術(shù)研發(fā)的資助時，將新技術(shù)的研發(fā)分為三個階段，即研發(fā)階段、商業(yè)化階段、應(yīng)用階段，然后通過實際調(diào)查來確定各階段的時間長度和相關(guān)參數(shù)，進而分析社會的預(yù)期回報率和私人的預(yù)期回報率，以及ATP資助的必要性等問題，這就是所謂的三階段模型。本文在Link&Scott的框架下對模型加以擴展，并且比較了自主研發(fā)和技術(shù)引進的期望收益率，推出了政府資助的下限。

1、模型假設(shè)

假設(shè)1：技術(shù)研發(fā)市場上所有企業(yè)的規(guī)模大小，以及所面臨的外部環(huán)境和獲得的政府資助均相同。

假設(shè)2：技術(shù)研發(fā)的預(yù)期社會回報率大于社會要求的最低回報率，即政府傾向于資助企業(yè)進行自主研發(fā)。同時政府出于經(jīng)濟安全、持續(xù)發(fā)展等方面的考慮，也更偏好技術(shù)的自主研發(fā)而非直接引進。

假設(shè)3：在技術(shù)研發(fā)階段，如果企業(yè)進行自主研發(fā)則需總投入L1，并且經(jīng)過t1年的研發(fā)過后能成功的概率為PRD；如果企業(yè)直接引進技術(shù)（此時假定t1等于0），則須一次性支付δ的費用。在該階段政府為鼓勵企業(yè)自主研發(fā)而給予L的資助，對技術(shù)引進者不予資助。

假設(shè)4：在商業(yè)化階段，不管初始技術(shù)是自主研發(fā)還是引進的，都將投入成本L2用以使新技術(shù)成功商業(yè)化，但是經(jīng)過t2年以后真正能成功商業(yè)化的概率只有PDP。

假設(shè)5：在應(yīng)用階段，企業(yè)能使用該項技術(shù)t3年。在t3年的生命長度里，潛在的市場收益為R，并且該技術(shù)對外的技術(shù)溢出效應(yīng)為η，n表示研究該項技術(shù)的企業(yè)總個數(shù)，進而假定開發(fā)新技術(shù)的企業(yè)在第三階段能獲得（1-η）R/n的收益。這里假定R服從F（u，θ2），其中ER=u，Var（R）=θ2。

2、模型分析

（1）企業(yè)自主研發(fā)時的凈收益率。對于自主研發(fā)的企業(yè)，在技術(shù)研發(fā)階段和商業(yè)化階段需要付出成本，只有在應(yīng)用階段能獲得收益。研發(fā)的可能結(jié)果有三種：在第一階段研發(fā)失敗，概率為 1-PRD；在第二階段未能商業(yè)化，概率為 PRD（1-PDP）；成功應(yīng)用技術(shù)，概率為PRDPDP。

前兩種情況的收益率均為-1，第三種情況的收益率為：

綜合考慮三種情況，則企業(yè)自主研發(fā)的凈收益率為：

其中：r為貼現(xiàn)率。

又根據(jù)假設(shè)5，由R服從的分布可知收益率的期望和方差分別為：

（2）企業(yè)直接引進技術(shù)時的凈收益率。企業(yè)除了可以自主研發(fā)技術(shù)以外，還可以直接引進技術(shù)，此時將跳過研發(fā)階段而直接進入商業(yè)化階段，即t1等于0。根據(jù)上文類似的推導(dǎo)，以及假設(shè)3可知，企業(yè)直接引進技術(shù)時獲得的凈收益率為：

又根據(jù)R服從的分布可知期望收益率和方差分別為：

（3）考慮下偏風(fēng)險。技術(shù)研發(fā)面臨很大的風(fēng)險，企業(yè)在決定自主研發(fā)還是引進技術(shù)時，不僅僅要考慮期望收益率的大小，還要考慮到風(fēng)險的大小。實際生活中，企業(yè)所害怕的風(fēng)險往往并非是收益的波動，而是投資是否會虧本。所以本文沿用Link&Scott（2001），徐佩&費方域（2010）所使用的下偏風(fēng)險，即：v=P｛∏＜ζ｝，ζ為投資的機會收益率。

正如Link&Scott（2001）所指出的，“方差測度的是實際回報率偏離預(yù)期回報率的可能性，而下偏風(fēng)險測度的是實際回報率低于最低回報率的概率”（見圖1）。

根據(jù)下偏風(fēng)險的定義，以及等式（2）、（5），可知：

圖3 技術(shù)引進與自主研發(fā)收益率比較

自主研發(fā)的下偏風(fēng)險為：

技術(shù)引進的下偏風(fēng)險為：

在不考慮下偏風(fēng)險的條件下，僅僅從期望收益的角度看，政府為鼓勵企業(yè)自主研發(fā)，就應(yīng)當使自主研發(fā)的期望收益率大于技術(shù)引進的期望收益率，由（3）和（6）式可知：

所以，在假定其他變量不變的條件下，當l＞l*時，自主研發(fā)的期望收益率就會大于技術(shù)引進的期望收益率；反之，自主研發(fā)的期望收益率小于技術(shù)引進的期望收益率。期望收益率的關(guān)系在坐標系中可以表示為圖2。

圖4 期望收益率的組合坐標系

圖5 均衡狀態(tài)

從風(fēng)險的角度看，當l＞l*時，企業(yè)自主研發(fā)的風(fēng)險比技術(shù)引進的風(fēng)險要大，因為將l＞l*帶入（4）和（7）式中可以得出：Var（∏1）＞Var（∏2），即自主研發(fā)的期望收益率分布比技術(shù)引進的期望收益率分布更“扁平”。但是，正如前面所說，企業(yè)并非看重收益本身的風(fēng)險，而看重的是下偏風(fēng)險。那么將l＞l*帶入（8）和（9）式中可以得出：v1＜v2。一般來說，只要R的分布不變，不管收益率的分布如何變，期望收益率變大，下偏風(fēng)險就變小；期望收益率變小，下偏風(fēng)險就變大。

這就表明：只要l＞l*，就能保證企業(yè)自主研發(fā)的期望收益率比技術(shù)引進的期望收益率高，同時下偏風(fēng)險反而降低，如圖3所示。

（4）考慮機會成本。在前面的分析中并沒有考慮到機會成本，實際上當l＞l*時，企業(yè)也不一定會選擇自主研發(fā)，因為企業(yè)在實際決策過程中，并非只有自主研發(fā)和技術(shù)引進兩條路可以選擇，它還可以選擇既不自主研發(fā)也不引進技術(shù)，而是保持原有的生產(chǎn)方式，將資金投入其他領(lǐng)域，以獲得ζ的收益率，即機會收益率。所以，企業(yè)自主研發(fā)還必須滿足必要條件：E∏1＞ζ；同理，企業(yè)引進技術(shù)也必須滿足：E∏2＞ζ。

將機會收益率引入到圖2中得出圖4，坐標系被分成了A、B、C、D、E、F六塊區(qū)域，在政府資助前如果位于A、B區(qū)域，則企業(yè)會進行自主研發(fā)；如果位于E、F區(qū)域，則企業(yè)會進行技術(shù)引進；如果位于C、D區(qū)域，則企業(yè)既不會自主研發(fā)，也不會引進技術(shù)。由于政府資助能增加自主研發(fā)的期望收益率，同時不影響技術(shù)引進的期望收益率，即會使坐標向上移動。所以政府資助的目的就是讓C、D、E、F區(qū)域中的期望收益率組合向上移動到A、B區(qū)域中。

結(jié)合這里的必要條件和前面的分析，可知：

企業(yè)選擇自主研發(fā)的條件為：

企業(yè)選擇技術(shù)引進的條件為：

由不等式（12）得：

命題1：政府為鼓勵企業(yè)自主研發(fā)，就應(yīng)當使資助滿足l＞max｛l*，l#｝。

3、模型的擴展

（1）自主研發(fā)企業(yè)的均衡數(shù)量。按照命題1的條件，政府給予企業(yè)資助，使得企業(yè)能夠自主研發(fā)以促進我國產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，從而形成良好的技術(shù)基礎(chǔ)和研發(fā)氛圍。但是，由于市場競爭的存在，在期望收益率大于ζ的情況下將不斷會有新的企業(yè)進行自主研發(fā)。按照前文的假設(shè)，隨著市場上研究該項技術(shù)企業(yè)數(shù)量的增加，企業(yè)在應(yīng)用階段的潛在獲利將減少。最終將會使市場重新趨于均衡，此時所有的企業(yè)進行自主研發(fā)又只能獲得正常利潤。即令：

觀察（14）式可知，市場上最終會有n*家企業(yè)進行自主研發(fā)，此時企業(yè)進行重復(fù)研發(fā)只能獲取正常利潤，因而也沒有企業(yè)愿意進行該項技術(shù)的研發(fā)。如圖5所示，均衡時收益率位于坐標系中的陰影區(qū)域，所有企業(yè)均獲得正常利潤。如果政府想要推動新一輪的技術(shù)進步，就必須改變相應(yīng)參數(shù)，例如增加l。當然也可能出現(xiàn)內(nèi)生增長，例如PRD、PDP的增加，時間t1、t2的縮短。由此可見，依靠政府資助而產(chǎn)生的技術(shù)進步只能維持一時，并不能長期持續(xù)。真正能促進技術(shù)進步的是企業(yè)自身的發(fā)展，只有企業(yè)不斷地發(fā)展才能導(dǎo)致更大的E∏1和E∏2，相對而言ζ所包括的區(qū)域更小，每一輪技術(shù)進步所持續(xù)的時間也就更長。

命題2：自主研發(fā)企業(yè)的均衡數(shù)量與政府資助、潛在市場收益的期望、技術(shù)的生命長度，以及研發(fā)成功的概率成正比；與技術(shù)外溢性、機會收益率成反比。但是政府資助只能維持一時的研發(fā)，要想長期持續(xù)還應(yīng)該依靠企業(yè)的內(nèi)生動力。

（2）技術(shù)外溢性對期望收益和風(fēng)險的影響。企業(yè)的研發(fā)雖然屬于個體行為，但是企業(yè)卻不能完全占有研發(fā)的成果，因為技術(shù)往往具有很強的外溢性。技術(shù)的外溢性會大大抑制企業(yè)研發(fā)的積極性，當外溢性大到一定程度時將沒有企業(yè)愿意再進行研發(fā)，此時政府不得不出面組織這些共性技術(shù)的研究。這里繼續(xù)使用前面的模型，由等式（3）、（4）、（8）知：

在存在技術(shù)外溢性的情況下：

不存在技術(shù)外溢的情況下：

由上面的關(guān)系可以得出一個新的結(jié)論。

命題3：技術(shù)外溢性降低了研發(fā)企業(yè)的期望收益率，同時增加了下偏風(fēng)險，從而抑制了企業(yè)自主研發(fā)的積極性。

（3）有關(guān)模型的補充說明。模型中假設(shè)研發(fā)階段、商業(yè)化階段，以及應(yīng)用階段的時間長度都是固定不變的，但是實際上研發(fā)的時間長度受到很多因素的影響，比如企業(yè)的研發(fā)效率和付出的研發(fā)努力等，而且不同企業(yè)所經(jīng)歷的時間長度也不盡相同。還有L1、L2等一系列參數(shù)也會因企業(yè)而異，這就導(dǎo)致了政府資助下限僅僅能用來做定性分析，但是如果要用模型來進行定量分析，就必須針對不同的企業(yè)調(diào)查出不同的參數(shù)，而這是相當復(fù)雜的，同時很多企業(yè)為了獲得政府資助，會謊報信息，甚至尋租。Link&Scott（2001）就是用三階段模型來進行定量分析，他們對ATP項目中的企業(yè)通過訪談等方式收集了大量信息，據(jù)此得出t1、t2、t3等一系列參數(shù)的估計值，并將這些估計值代入模型中來求解企業(yè)的期望回報率。

模型的分析中，根據(jù)假設(shè)2認為政府傾向于鼓勵企業(yè)自主研發(fā)，如果政府的目的僅僅是促進技術(shù)發(fā)展，而不管企業(yè)是技術(shù)研發(fā)還是引進，那么在圖4中只需政府采取措施，使C、D區(qū)域中的組合移動到A、B、E、F即可。當然，政府也很有可能給予技術(shù)進口企業(yè)補貼或者稅收減免等優(yōu)惠政策，而且政府的資助形式也可能是多樣的，此時只需要對基本模型加以改進即可引入相關(guān)的參量。

此外，模型的假設(shè)5中將技術(shù)外溢性η，以及總企業(yè)個數(shù)n，以（1-η）R/n的形式引入到模型中來，這是從經(jīng)濟理論出發(fā)給予的較強的設(shè)定，現(xiàn)實經(jīng)濟中可能存在的形式較為復(fù)雜，涉及的因素也很多，所以這里可能存在一定的誤差，但是對于定性分析的影響并不大。

4、模型結(jié)論

第三，技術(shù)外溢性降低了企業(yè)研發(fā)的期望收益率，同時增加了下偏風(fēng)險，從而抑制了企業(yè)自主研發(fā)的積極性。當然，這里的技術(shù)外溢性是以特定形式引入的，對于定量分析可能存在一定的問題。

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