產業共性技術擴散行為演化及動力機制

鄭月龍，楊 柏，王 琳

(1.重慶工商大學長江上游經濟研究中心，重慶 400067；2.重慶工商大學企業管理研究中心，重慶 400067)

0 引言

共性技術作為一種競爭前技術，既不屬于純粹經濟學意義上的公共物品，也不具有商業應用上的獨占性，被供給出來后還需進行后續商業化開發才可能實現市場階段的收益。比如納米技術通過后續開發應用于醫學、化學、制造業及國防等領域才實現了其潛在的價值。共性技術研發的這種長周期性、投入持續性及研發收益的難以獨占性，使其面對技術與市場的雙重不確定性[1，2]，易出現共性技術供給環節的市場失靈、組織失靈[3，4]，即使共性技術供給環節順利，還可能面臨擴散環節的制度失靈和市場失靈[4]，使得共性技術的潛在價值難以發揮。為此，研究以企業為主體的共性技術擴散及其動力機制，對于發揮共性技術潛在價值具有重要理論和實踐意義，也符合中國建設現代化經濟體系的內涵要求。

共性技術擴散問題一直是學界關注的熱點，目前學者的研究主要聚焦于：①對共性技術擴散影響因素的研究，Thoma[5]認為影響共性技術擴散的因素包括新技術的優勢、采用成本、網絡效應及信息和不確定性等，并以Echelon公司為例進行了分析；韓元建等[6]從共性技術擴散的供給方、需求方、擴散環境以及共性技術性能等方面對共性技術擴散影響因素進行了實證研究，并提出了相應的對策建議；周源[7]通過實證研究發現，共性技術就緒度、預期經濟收益度、政策干預扶持度、開發服務協同度等均對共性使能技術擴散有顯著正向影響；②對共性技術擴散失靈及政府作用的研究，李紀珍等[4]著重研究了市場機制下存在共性技術供給的組織失靈和市場失靈及擴散的制度失靈和市場失靈，且學者們普遍認為政府支持能夠有效緩解共性技術供給和擴散失靈[4,8-15]；③部分學者還對共性技術后續商業化問題進行了研究，Maine等[16]以材料企業為例探討了共性技術商業化問題；zhou[17]通過案例分析了數控技術和智能技術在制造產業的商業化應用問題，魏峰等[18]通過 “數控一代”示范工程實施過程的剖析，對共性使能技術在中小企業的推廣應用進行了分析，是共性技術后續商業化應用的典型；④學者們還對共性技術擴散效應、渠道及模式進行了探討，鄒樵等[19]提出共性技術擴散的人際網絡效應、鎖入效應、極效應以及共性技術創新知識擴散的外溢效應；鄧衢文[20]提出通過技術創新服務平臺要推動共性技術從被動溢出轉變為主動溢出、共性技術應實行有償擴散等觀點，Yu[21,22]對裝備制造業共性技術擴散渠道及擴散模式進行了研究。

由上可知，現有文獻尚未對共性技術擴散行為演化動態及其動力機制進行專門研究。為此，本文通過系統分析和研究，旨在充實這一尚需深入研究的領域。本文研究的主要創新之處在于：從產業共性技術研發過程的視角剖析共性技術擴散機理；通過建立演化博弈模型對共性技術擴散行為演化動態進行分析；以共性技術供給及預期市場收益為源動力、以企業采納共性技術為牽引力、以政府支持為推動力構建共性技術擴散的動力機制，并給出促進動力機制有效運行的政策建議。

1 產業共性技術擴散行為及其影響機理

產業共性技術研發包含共性技術從供給、擴散、后續商業開發直至基于共性技術的市場收益實現的循環過程。共性技術擴散是共性技術從供給、擴散、后續商業開發直至基于共性技術市場收益實現的這一研發過程的重要環節，供給是指通過研究將產業發展所需的共性技術供給出來，即從無到有的過程，而共性技術擴散實質上是將共性技術知識在關聯網絡中擴散與分享的過程[19]，是供給的后續環節，連接著其他環節。企業獲得共性技術本身并不是目的，實現市場收益才是其根本目的(也是共性技術價值釋放的過程)。從研發階段看共性技術研究跨越應用研究和競爭前實驗兩個階段，是一項競爭前技術[23]，因此還需對共性技術進行后續商業開發，才能最終形成企業可獨占收益的專用技術、工藝或產品，進而實現基于共性技術的市場收益。

從共性技術研發過程的視角，可將共性技術擴散定義為：跨產業或整個產業中的企業根據自身需求采納已供給共性技術的過程，即產業共性技術擴散就是被眾多有潛在需求的企業采納的過程，擴散行為可看作企業采納共性技術的決策行為，這又必然受到研發過程其他環節的影響。

從共性技術供給環節來看，已供給的共性技術的技術性能 (比如可靠性、先進性等)勢必對具有潛在需求企業的采納意愿產生影響；而若供給主體愿意分享，則擴散過程將比較順利和有效，若不愿意分享，由于共性技術的基礎性、潛在價值性、準公共品性和高風險性等特性[4,23]，也會引發不愿投入資源研究但對共性技術有需求企業的學習與模仿行為，客觀上促進共性技術共享和擴散，這又受知識產權保護 (或共享)狀況的影響；此外，共性技術作為產業轉型升級基礎和技術源頭，政府也會采取相關支持政策促進其擴散。

從共性技術后續開發環節來看，作為一項競爭前技術，企業 (包含技術供給企業和通過學習、模仿或購買獲得該項技術的企業)獲得共性技術后還需對共性技術進行后續開發，才能形成企業可獨占收益的基于共性技術的專用技術、工藝或產品。因此，共性技術后續商業開發難度直接影響企業預期市場收益的實現，對共性技術擴散產生消極影響；而政府作為共性技術擴散的積極推動力量，若能給予恰當的諸如鼓勵多主體協同參與后續開發、給予補貼及知識技術等支持，勢必對共性技術有效擴散產生積極影響。

從市場收益實現環節來看，基于共性技術產品 (技術、工藝等)的市場收益是企業采納共性技術的根本動機，企業投資共性技術的預期回報狀況 (如共性技術投資回收期、對企業市場份額及產品質量的提升等)從根本上影響企業采納共性技術的決策行為；因此，基于共性技術產品 (技術、工藝等)的良好市場預期對企業采納共性技術形成正向激勵，有利于共性技術擴散，政府通過有針對性的市場培育等政策實施將是有益的。

由上可知，共性技術擴散過程就是企業采納共性技術的決策過程，共性擴散行為也即是企業采納與不采納共性技術的決策行為，受到研發過程其他各環節的影響。比如所供給共性技術的技術性能會影響共性技術后續商業開發難度，后續商業開發難易程度又影響著市場收益實現情況，反過來又影響著具有潛在需求企業采納共性技術的決策行為等，研發過程各環節對共性技術擴散行為的這種交織影響決定共性技術的擴散過程。

2 產業共性技術擴散行為演化及演化穩定均衡

將企業采納共性技術的決策行為看作一個學習、試錯和模仿的動態演化過程，根據共性技術擴散機理，運用演化博弈論，分別在不同知識產權共享程度和政府支持方式下系統分析共性技術擴散行為演化動態及演化均衡。

2.1 基本假設

考慮某產業共性技術已被供給出來并為企業周知的情形，該共性技術對產業轉型升級及企業未來競爭優勢獲取均有基礎性的支撐價值。于是，供給企業面臨著是否將共性技術在整個產業或多個產業分享的決策，假設其分享意愿為s≥1，s越大表示供給企業的分享意愿越弱。同樣，對共性技術有潛在需求的企業基于自身創新資源等的考慮，也面臨著采納與不采納共性技術策略選擇，設企業采納共性技術的預期市場收益為w(πt)，πt為企業獲得基于共性技術產品(技術、工藝等)的市場平均收益，w′(πt)>0，令w(πt)=θπt，θ>1表示需求系數，越大表示企業對共性技術的需求越迫切。

2.2 不同知識產權保護程度下共性技術擴散行為演化穩定均衡

盡管共性技術具有較強的外部性，但其他企業通過跟蹤模仿和研究獲得該項技術也是有難度的，在知識產權難以共享下可能會付出更大代價，如產權糾紛等。因此，企業采納共性技術需要付出相應的成本，假設在公平條件下企業采納共性技術轉移給供給企業的知識產權費為常數πz，設λ(0≤λ≤1)為企業采納共性技術支付的成本系數，也表示共性技術的共享程度，λ=0表示企業不需任何成本就可獲得共性技術，此時共性技術表現為一種純公共科技產品；0<λ<1表示共性技術難以申請產權保護或產權保護制度不很健全，企業付出一定成本可獲得共性技術，隨著λ的增大企業獲取共性技術支付的成本增加，共性技術共享程度降低，當λ=1表示共性技術知識產權保護制度健全，企業獲得共性技術需要支付知識產權費，共性技術共享程度最低。據此，若兩個企業均選擇采納共性技術獲得收益mpsθπt-ch(τ)-λsπz，若只有一家企業選擇采納共性技術，則采納企業獲得收益mpsθπt-ch(τ)-λsπz，不采納企業的收益為πo-π1；若兩個企業都選擇不采納，則獲得πo的收益。假設上述收益滿足πo-π1

fC=x(mpsθπt-ch(τ)-λsπz)+(1-x)×

(mpsθπt-ch(τ)-λsπz)

(3)

fD=x(πo-π1)+(1-x)πo

(4)

企業研發共性技術的平均收益為：

(5)

(6)

易得系統(6)有0、1和[πo+ch(τ)+λsπz-mpsθπt]/π1三個平衡點，根據一階微分方程平衡點穩定性的相關研究[23]，可得定理1：對于動態系統(6)，平衡點0和1為系統的演化穩定平衡點，平衡點x=[πo+ch(τ)+λsπz-mpsθπt]/π1為系統演化不穩定的鞍點。

由定理1知，在不同知識產權共享程度下，共性技術擴散系統最終演化穩定于平衡點0或1，究竟向哪個平衡點演化取決于系統的初始狀態，也即取決于共性技術擴散初始狀態所依賴的s、θ、πt、τ、ch、λ、ps、m及πo、π1和π2等參數。

2.3 不同政府支持方式下共性技術擴散演化穩定均衡

鑒于共性技術對產業轉型升級的支撐作用，假設政府對共性技術擴散過程給予支持，即對共性技術分享行為和采納行為給予干預，具體有兩種方式：一是給予補貼支持，通過資金援助降低共性技術后續開發成本；二是給予知識技術支持，通過提供先進技術設備、技術專家及研發團隊等方式實現，用g表示政府的預算約束，知識技術支持對共性技術后續開發成功率的提升為Δps=τd,yps，令τd,y=a(1-y)g為政府知識技術支持對實現收益w(πt)的貢獻，0<τd,y<1，a>0表示將政府知識技術支持轉化為對后續開發成功率提升的技術參數，越大表示越精準于共性技術后續商業開發成功率的提升，y為政府將預算分配于補貼支持的比例，1-y為知識技術支持比例，0π1表示企業由于技術過時及錯失政府支持引致的損失；若兩個企業都不采納則均獲得收益πo。類似地，假設收益滿足πo-π2

fC=x(m(ps+Δps)θπt-ch(τ)-λsπz+yg)+(1-x)(m(ps+Δps)θπt-ch(τ)-λsπz+yg)

(7)

fD=x(πo-π2)+(1-x)πo

(8)

同理，可得企業選擇采納共性技術的復制者動態方程(系統)：

(9)

易得系統(9)有0、1和[πo+ch(τ)+λsπz-yg-m(ps+Δps)θπt]/π2三個平衡點，同理可得定理2：對于動態系統(9)，平衡點0和1為系統的演化穩定平衡點，平衡點x=[πo+ch(τ)+λsπz-yg-m(ps+Δps)θπt]/π2為系統演化不穩定的鞍點。

證明：與定理1證明類似，略去。

由定理2可知，不同政府支持方式下，共性技術擴散系統演化除了受初始狀態參數及獲得共性技術成本的影響外，還受到政府支持偏好相關參數的影響。

2.4 模型分析

考慮到系統 (6)和 (9)難以求得解析解，本節運用MATLAB進行數值分析以揭示共性技術擴散行為演化動態，在數值分析中，參數取值依賴于模型相關假設和取值范圍，并確保模型參數取值一致性下分類對比地考察在其他參數既定時某一參數變化對系統演化的影響。

(1)針對系統(6)的相關參數取值πo=2.6，τ=0.6，ch=0.65，s=1，πz=1.2，m=0.8，ps=0.7，λ=0.5，θ=0.6及π1=2.5，考察參數πt等需求收益類參數變化對系統演化的影響，如圖1所示。圖中橫軸t表示系統演化時間，縱軸x表示企業采納共性技術概率。

由圖1可知，隨著共性技術預期市場收益由πt=3.7增加至πt=4.2，共性技術擴散系統演化至不同穩定均衡的臨界閾值由88.67%降至81.95%，這意味著最初至少需要有88.67%的企業選擇采納共性技術時系統才能演化至穩定均衡1，而現在只需有81.95%的企業選擇采納共性技術系統就可演化至穩定均衡1，這意味著擴散系統演化至穩定均衡1的要求有所降低，由加粗的演化線位置的變化也易得出上述結果，這是由于共性技術預期收益的增加直接激發企業采納共性技術的根本動機，從而促使共性技術擴散過程的順利開展。

圖1 預期收益πt對系統演化的影響

以圖1(a)中x=0.9的演化線為參照(以下分析均以此演化線為參照)，考察參數πo、π1、θ及m對系統演化的影響。如圖2所示，作為與共性技術預期收益密切相關的一類參數，隨著不采納共性技術的替代收益πo的減少和引致損失π1增加(π2的影響與π1類似)及企業對共性技術需求系數θ、共性技術市場前景系數m的增加，強化了企業采納共性技術動機，提高共性技術擴散系統演化至穩定均衡1的概率，促進共性技術擴散。

圖2 參數πo、π1、θ及m對系統演化的影響

隨著共性技術收益實現概率ps的增加，系統演化至穩定均衡0的速度逐漸變緩，當ps增加至0.7時，系統演化穩定均衡由0變為1，當ps進一步增加至0.8時系統以更快的速度演化于穩定均衡1，共性技術擴散可以順利進行，這是由于收益實現概率的增加使得共性技術的潛在價值及其預期市場收益實現預期得到進一步強化，激發了企業采納共性技術的積極性，進而促進共性技術擴散，如圖3所示。

圖3 參數ps對系統演化的影響

由上述分析可得到結論1：共性技術預期市場收益、不采納共性技術引致損失的增加和替代投資收益的降低以及企業對共性技術需求系數、共性技術市場前景系數、共性技術收益實現概率的增加均對企業采納共性技術產生正向激勵，有利于共性技術擴散。

由圖4可知，企業采納共性技術支付的成本系數λ由0.5增加至0.6時，系統演化穩定均衡由1演化為0，當成本系數λ由0.5減少至0.45時，則系統以更快的速度演化至穩定均衡1，當供給企業分享意愿減弱至s=1.2時，如圖4內嵌圖，共性技術擴散系統毫無意外地演化至穩定均衡0，隨著λ增大演化至0的速度變快。這是由于采納成本系數越大企業獲取的難度越大，而供給企業較弱的分享意愿加劇企業采納共性技術難度，不利于共性技術擴散。由此可得結論2：共性技術知識產權保護程度越低，越有利于共性技術擴散，而供給企業較弱的分享意愿阻礙了共性技術擴散。

圖4 參數λ和s對共性技術擴散系統演化的影響

如圖5(a)所示，共性技術的技術性能τ由τ=0.60降低至τ=0.50，共性技術擴散系統由演化至穩定均衡1逐漸轉變為0，采納共性技術企業逐漸減少至0，此時共性技術擴散過程受阻甚至中斷，原因在于共性技術性能諸如可靠性、先進性及實用性等越高，越能夠降低后續開發成本進而促進共性技術潛在價值的實現，促進共性技術擴散。與圖1(a)相比，共性技術的后續商業開發成本ch由0.65提高至0.75，如圖5(b)所示，共性技術擴散系統演化至不同穩定均衡的臨界閾值由88.67%提升至更加苛刻的90.27%，此時采納共性技術概率需要超過90.27%，系統才能演化至均衡1，這是由于后續商業開發成本的增加降低了企業獲得基于共性技術收益的預期，挫傷了企業采納共性技術的積極性，阻礙了企業采納共性技術行為，不利于共性技術擴散。由此可得結論3：共性技術的技術性能越高以及共性技術單位后續商業開發成本越低，越有利于共性技術擴散。

圖5 參數τ和ch對共性技術擴散系統演化的影響

(2)針對系統(9)，保持其他參數與圖1(a)相同，考察不同政府支持方式對共性技術擴散演化的影響，為此令參數π2=2.8、y=0.5、g=1、a=0.1，易得Δp=τd,yps=0.035，如圖6所示。

圖6 考慮政府支持時共性技術擴散系統演化

由圖6可知，與圖1(a)相比，共性技術擴散系統演化至不同穩定均衡的臨界閾值由x=88.67%變為x=39.02%，此時采納共性技術企業概率只需超過39.02%，系統就可演化穩定于均衡1，這意味著系統演化至穩定均衡1難度降低。當政府預算從g=2變為g=1時，如圖6內嵌圖所示，系統演化至不同穩定均衡的臨界閾值由x=39.02%上升至x=59.09%，這意味著采納共性技術企業概率只要不超過59.09%，系統就不可避免地演化至穩定均衡0，共性技術擴散難度增加。這是由于政府支持在降低采納企業后續商業開發成本的同時，也提升了企業采納共性技術后獲得預期收益的概率，且支持力度越大，越有利于共性技術擴散。由此可得結論4：政府支持為企業采納共性技術提供激勵，有利于促進共性技術擴散。其他參數保持不變，考察政府支持側重由y=0.5變為y=0.2以及技術轉化系數由a=0.1變為a=0.8時共性技術擴散系統演化，如圖7所示。

圖7 政府支持側重對共性技術擴散系統演化

當政府支持比例y由0.5降至0.2，即政府將預算g中的20%作為補貼支持、80%用作知識技術支持。與圖6相比，隨著政府對知識技術支持力度的增加，系統演化至不同穩定均衡的臨界閾值由x=39.02%增加至x=57.78%，這是否意味著政府知識技術支持力度加大反而使得共性技術擴散系統演化至均衡1變得更加困難？為了解答此問題，考察技術轉化系數由a=0.1提升至a=0.8時的系統演化，如圖8所示。

圖8 技術轉化系數變化對系統演化的影響

由圖8可知，此時系統演化至不同均衡的臨界閾值大幅下降至8.05%，這意味著企業采納共性技術概率僅需超過8.05%，共性技術擴散系統就能演化穩定于均衡1，共性技術擴散能夠順利進行。否則，即使將大比例的預算 (如80%)用于知識技術支持，也不能有效推進共性技術擴散。由此可知，技術轉化系數正向調節知識技術支持對共性技術擴散的積極作用，這是由于知識技術支持作用于共性技術預期收益實現概率的增加，而技術轉化系數越大意味著政府技術支持越精準于共性技術預期收益實現概率的提升，從而促進共性技術的有效擴散。由此可得結論5：知識技術支持對共性技術擴散推進作用受到技術轉化系數的正向調節。

由結論1～5可知，產業共性技術擴散過程受到共性技術研發各環節相關因素的影響，是對共性技術有潛在需求企業基于采納與不采納共性技術收益權衡的動態演化的結果，政府支持在共性技術擴散動態演化中具有重要推動作用。

3 產業共性技術擴散的動力機制構建與分析

通過對結論1～5中影響共性技術擴散各因素的歸納整理，以共性技術供給及其預期市場收益為源動力、以企業采納為牽引力、以政府支持為推動力構建共性技術擴散的動力機制。

共性技術擴散動力機制由推動力、牽引力及源動力構成，三種力量共同作用促進了共性技術擴散，具體而言：

(1)源動力是共性技術擴散根源，源于共性技術供給及預期市場收益兩方面因素，已供給出來共性技術的技術性能τ，如可靠性、先進性及適用性等，可通過降低共性技術后續商業開發難度ch對擴散產生影響，而共性技術供給企業的分享意愿s也從源頭上影響著共性技術擴散過程，若供給企業不愿分享，將不利于共性技術擴散，尤其在知識產權制度比較健全(λ=1)的情況下更是如此；獲取預期市場收益πt是企業采納共性技術的根本動機，若πt較小或者實現的概率ps較低，則企業會通過投資于其他市場機會而替代共性技術以獲取更好的收益πo，因而較小的πo也構成共性技術擴散的重要動力源。因此，共性技術供給與預期市場收益兩方面因素的相互交織作用形成了共性技術擴散的源動力。

(2)牽引力是指共性技術擴散動力源于采納企業基于潛在需求的對共性技術學習、模仿或購買形成的力量，也即共性技術是通過潛在需求驅動的采納企業學習、模仿及購買的牽引而得以擴散，潛在需求是牽引力發生作用的基礎，共性技術擴散牽引力的大小隨著企業對共性技術需求系數θ、共性技術收益的實現概率ps、不采納共性技術引致損失π1(π2)的增加及后續商業開發成本ch的減小而增大，即θ、ps、π1越大及ch越小越能構成共性技術擴散的力量。因此，若使牽引力發揮作用，則需根據上述影響因素有針對性地采取策略，以規避上述諸因素負向作用而釋放其對共性技術擴散的驅動作用。

(3)推動力是基于政府支持產生并通過源動力和牽引力發揮作用的力量，政府通過知識技術支持增加預期收益πt實現概率ps，通過補貼支持降低后續開發成本，激發企業的共性技術需求，增加不采納共性技術的引致損失，減少企業的投資替代行為，進而推動共性技術擴散。在實施過程中，政府需就補貼和知識技術支持側重y做出權衡，同時需提高技術轉化系數以保證知識技術支持的有效性。此外，知識產權制度越是完善越不利于擴散，政府通過構建配套的共享機制以化解知識產權制度的負向影響，同時提高供給企業的分享意愿，進而推動共性技術擴散。

4 結論

研究表明：①共性技術預期市場收益、不采納共性技術引致損失的增加和替代投資收益的降低以及共性技術的企業需求系數、市場前景系數、收益實現概率的增加均利于共性技術擴散；②共性技術知識產權保護程度越低越有利于共性技術擴散，而供給企業較弱的分享意愿阻礙共性技術擴散；③政府補貼和知識技術支持均有助于共性技術擴散，知識技術支持對共性技術擴散效果受到技術轉化系數的正向調節。

根據上述結論，可從以下方面發力以促進共性技術擴散：①從源動力來看，通過干預共性技術供給過程提高共性技術的技術性能，通過建立共性技術共享機制提高供給企業的分享意愿，通過制定有針對性的政策制度提高共性技術預期收益實現的良好預期，減弱企業進行替代投資的動機，進而釋放共性技術擴散的源動力；②從牽引力來看，通過知識技術、補貼等支持提升共性技術后續商業研發效率，提高基于共性技術的預期收益實現概率，使得企業實現共性技術需求有更好的預期，從而增加不采納共性技術的引致成本，進而增強企業采納共性技術的動機，強化共性技術擴散的牽引力；③從推動力來看，通過支持政策的制定與實施，提高牽引力和源動力對共性技術擴散的驅動，這就要求政府權變地給予采納企業支持，給予補貼支持以降低采納企業成本的同時，應更多地通過技術專家、技術團隊等知識技術的精準支持幫助采納企業進行后續商業開發，此外，還應在適合的領域建立共性技術知識產權保護制度，同時須配套建立共性技術知識產權共享機制，最終通過三種力量共同促進共性技術擴散，發揮共性技術對產業升級的支撐作用。