顛覆性技術多元化投入的利益分配及激勵機制

張光宇，陳嘉穎，胡仁杰，張 瑤

（1.廣東工業大學管理學院，廣東廣州 510520；2.廣東工業大學創新理論與創新管理研究中心，廣東廣州 510520；3.廣東外語外貿大學廣東國際戰略研究院，廣東廣州 510420）

0 引言

習近平總書記高度重視顛覆性技術創新，并多次發表重要講話，強調顛覆性技術創新的重要意義和主要任務，要求以顛覆性技術創新等為突破口，敢于走前人沒走過的路，努力實現關鍵核心技術自主可控，把創新主動權、發展主動權牢牢掌握在自己手中。可見，今后顛覆性創新將被擺在更加突出和重要的位置，在高質量發展和現代化建設中將扮演重要角色。由于顛覆性技術具有不確定性、復雜性和突變性的特點，需要多個主體共同承擔顛覆性技術的培育［1］。多元化投入是指以政府資金為主導、社會力量廣泛參與的科技投入形式，其中多元化投入機制作為資源集聚的有效模式，是重大顛覆性技術培育發展的核心要素。通過多元化投入，能夠實現多管齊下、多方開源，拓展投入的新渠道。吸納企業、政府、社會資本等方面的資金，有助于整合社會創新資源、提升資源配置效率。通過多方主體的技術研發資源集聚，可有效強化顛覆性技術培育的主體鏈接，搭建技術資源共享平臺，提升顛覆性技術研發效率［2］。如何激勵多方主體的參與成為當前政策制定者關注的重點問題。

縱觀當前國內外顛覆性技術多元投入實踐，顛覆性創新已成為各國博弈的制高點，世界各國普遍認識到顛覆性創新的重要性，紛紛從國家層面進行超前規劃部署。例如，美國積極投資由美國國防高級研究計劃局（DARPA）推出的“電子復興計劃”（Electronics Resurgence Initiative，ERI）來應對后摩爾時代挑戰，以解決半導體技術的制程瓶頸，從而實現技術突破［3］；以色列為提高具有高風險性的顛覆性技術孵化成功率，打造重點支持顛覆性技術的孵化器，提供以政府為主導的“種子基金+風險投資”的直接融資體系［4］；德國積極發展多元創新資源整合模式，建立了顛覆性創新研究資助機構［5］，進一步整合多元創新資源；我國建立顛覆性技術創新基金，加快推進對于顛覆性技術項目資助［6］，以期使用政策性資金來撬動社會資本涌現和創新資源集聚，通過充分發揮政府和市場雙引擎作用，緩解顛覆性技術企業融資難題。

然而，即使我國顛覆性創新投入持續增加，但與國際上其他國家相比仍存在很大差距［7］。我國顛覆性技術投入長期以來以政府投入為主，銀行等金融機構通常出于規避風險以及對于創新企業不甚了解，往往拒絕對中小企業提供貸款等金融服務［8］。我國的顛覆性創新多元化投入機制還在探索階段，其平臺支撐體系建設亟待完善。因此，亟需深入研究適用于顛覆性技術多元化投入的利益分配以及政府補貼機制，以完善我國的顛覆性技術多元化投入建設。有鑒于此，采取博弈論的方法，針對顛覆性技術多元化投入的利益分配及激勵機制問題，討論了不同主體主導下利益分配與行為決策，并探討政府主導下采取補貼機制對各主體行為決策的影響。

1 文獻綜述

“顛覆性技術”的概念最早由哈佛大學教授Christensen［9］提出，是指后發企業起初通過提供簡單、易用、低價的產品占領低端市場或開拓新市場，產品的性能起初并不被主流客戶看好，但隨著性能不斷改善，逐漸侵蝕主流市場，對傳統主流市場的產品、商業模式以及原有技術范式形成巨大沖擊的新技術。顛覆性技術因風險性巨大、投資周期長、投入成本高等屬性，政府、外部風險投資、天使資金、金融機構等往往對其支持力度不足，無法有效吸引投資，導致擁有顛覆性技術的企業在發展初期難以聚集資金進行技術研發，來改進技術和產品性能以及滲透低端市場或者開拓新市場，顛覆性技術孵化困難、成長滯緩，難以跨越“死亡之谷”。因此，亟需建立適用于顛覆性創新這類特殊技術的多元化投入機制，幫助企業發展顛覆性技術，分散技術研發風險，提升技術研發資金的使用效率。

通過回顧當前文獻研究發現，現有相關研究聚焦于傳統技術創新的多元投入體系建設。在傳統創新的多元化投入研究中，國外研究學者Meissner［10］將政府和社會資本合作（PPP）這一公私合作模式引入科技研發投入中進行研究，指出PPP 模式可以加強產學研互動，可以有效緩解技術創新融資困難；Srinivasan［11］以美國聯邦政府的科技研發資助模式為例，指出雖然公共政策資金在科技創新中起至關重要的作用，但僅靠公共政策資金無法在支持科技創新方面交出完美答卷，必須輔之以多元的投入手段；Tsedilin［12］探討了德國與俄羅斯科技金融多元化投入機制異同點，指出俄羅斯企業參與研發投資不足的突出問題，需要借鑒德國經驗進行改革。國內學者韓笑［13］對美、日、德、韓等國家的科技投入現狀進行了闡述，總結歸納出國外科技投入具有投資主體多元化、投資方向戰略化、注重成果轉化等特點，指出我國目前科技投入機制在戰略、科技投入強度、科技投入渠道以及科技成果轉化等方面仍有待進一步完善；孫玉濤［14］對世界主要經濟體研發經費投入多元化實踐進行總結，并對我國2035年科技創新多元化投入機制提供了切實的政策建議；俞立平［15］對我國科技創新多元化投入的演化進行了探討；王波［16］從政府引導基金視角出發探討了中小型科技企業融資新模式，認為政府為主導的財政支持已經成為技術創新主體最可信賴的依靠力量，但其也存在缺乏激勵性以及補貼過度的情形，需要與風險補償性貸款和創新基金結合，以有限的財政資金實現撬動社會資本投入的政策性目標；韓鳳芹等［17］對“十四五”期間我國財政科技投入進行趨勢性預測，提出政府在多元化投入前期應給予穩定性支持，后期則要更大程度發揮市場作用。

然而，對于顛覆性技術多元化投入方面的理論研究則少有學者涉及，如曹陽春等［18］對顛覆性技術多元化投入機制構建思路進行了深入的案例研究，但對顛覆性技術多元化投入的利益分配以及激勵機制的構建缺乏關注；同時，少有學者通過建立博弈模型的方式對多元化投入機制多方主體的行為決策進行深入探討，但關于顛覆性技術的利益分配問題未得到廣泛關注。為此，本研究在借鑒劉娜娜等［19］研究模型基礎上，針對顛覆性技術多元化投入利益分配以及激勵機制設計等問題，采取合作-非合作博弈的方法，對顛覆性技術多元化投入中各主體的行為決策展開系統性研究。

2 模型假設與構建

2.1 模型假設

（1）假設顛覆性創新投入主體由政府1、顛覆性創新企業2、社會資本3 這三方構成。社會資本對擁有顛覆性技術的企業進行評估以決定是否進行投資，政府對擁有顛覆性技術的企業進行評估以決定是否對其進行財政投入，企業決定是否對顛覆性技術研發應用進行創新投入。

（2）假設相鄰主體合作才是有效率的，可以形成有效的合作，因此排除{1,3}組合，即如果沒有顛覆性技術企業參與，社會資本和政府不存在直接的合作，并且單個成員無法構成聯盟合作，即令{1}={2}={3}=0，因此，有效的合作集合為Ф=({1,2}，{2,3}，{1,2,3})，即社會資本和顛覆性技術企業合作，政府和顛覆性技術企業合作，社會資本、政府以及顛覆性技術企業協同合作。

（3）假設兩個主體的合作盈余為a，3 個主體的合作盈余為c，且c＞a，即聯盟{1,2,3}具有超可加性。

（4）假設a和c為合作的基礎值，聯盟中的多個主體能夠通過積極投入改變整個系統的收益。為了方便分析，假設各個主體的創新投入是相同，均為，從而產生收益為：其中i=1,2,3；k＞0，為創新投入產出系數。

（5）借鑒薛鳳等［20］的研究，假設聯盟成員主體的參與成本系數相同，則各主體的參與成本為：其中b＞0，為參與成本系數。參與成本函數滿足成本遞增以及邊際成本遞增性質，為嚴格單調遞增凸函數，即

（6）假設社會資本、顛覆性技術企業、政府在多元化投入中面對風險的態度是中性的。

2.2 效率模型的構建

在多元化投入合作過程中，社會資本、顛覆性技術企業、政府三方以總的系統收益最大化為目標，對各自的創新投入進行決策，若此時整體收益達到最優值，則將此模型稱為效率模型。在效率模型中，三方主體都追求系統總收益最大化，借鑒劉娜娜等［18］的效率模型，構建顛覆性技術多元化投入效率模型的目標函數如下：

3 創新投入與利益分配

博弈模型為兩階段博弈：第一階段采取非合作博弈，每個投入主體選擇各自的創新投入；第二階段采取合作博弈，使用修正風險系數的夏普利（Shapley）值對聯盟收益進行公平分配，并應用逆推歸納法求解出各階段的子博弈完美納什均衡。

3.1 收益分配

首先采用考慮風險修正的夏普利值方法對聯盟收益進行分配。根據孫蕾等［21］的研究，設博弈的夏普利值為向量，其中代表博弈者i的平均邊際貢獻，即邊際盈利向量的算術平均為：

式（2）中：D為博弈方所有可能合作的排列；代表在排列為D時博弈方i 的邊際貢獻。

參考陳志鼎等［22］的研究，根據最小核心算法來考慮風險修正：在式（2）的基礎上加入風險因子，可以使用層次分析法計算出加權的風險因素，對加權的風險因素進行歸一化處理。其中風險因子為：

考慮風險修正的夏普利值為：

式（3）（4）中：在沒有加入風險因子的夏普利值計算時，自動假設所有博弈方所承擔的風險是均等的，即均為是根據“風險共擔、收益共享”的原則，對傳統夏普利值進行的改進，通過進行風險修正使得承擔風險更多的局中人享用更多的收益；代表在顛覆性技術多元化投入中所承擔的風險，使得承擔風險大的一方分得更多的利益。

趙曉麗等［23］以煤電企業供應鏈為例證明了加入風險因子計算的Shapley 值沒有改變總的收益，只是對總利益在各方之間進行了重新分配。通過考慮風險修正的夏普利值計算，根據“風險共擔、收益共享”的原則分配利益，更加體現公平，在傳統夏普利值計算基礎上考慮三方合作的風險，引入風險因子，在分析顛覆性技術多元化投入利益分配時對傳統對策利益分配模型進行修正，使得政府、顛覆性企業、社會資本三方合作博弈更具有穩定性。

為簡化結果，考慮特殊情況來分析不同主體主導下行為決策，參考白曉娟等［24］的研究，結合顛覆性技術的特征，本研究將起主導作用的主體的風險因子設置為剩余兩個參與主體的風險因子設置為：。即：起主導作用的投入主體分攤整個合作項目中一半的風險，其他兩個參與主體平均分攤剩余的另一半風險的情況。

3.2 不同主體主導下的創新投入

（1）政府主導下，政府、顛覆性企業、社會資本的風險因子分別為在實際博弈的過程中，各方是以自身利益最大化為目標，根據，計算出各主體的目標函數如下：

表1 政府主導下顛覆性技術多元化投入均衡結果

表2 顛覆性技術企業主導下顛覆性技術多元化投入均衡結果

表3 社會資本主導下顛覆性技術多元化投入均衡結果

與效率模型中各主體的創新投入以及創新投入收益進行對比發現，在實際情況下，無論是社會資本、顛覆性技術企業還是政府為投入主體開展合作，最優創新投入均小于效率模型中的創新投入進而利潤也達不到效率模型的最優利潤，將此現象稱為創新投入不足。各主體創新投入不足問題實際上是，因為其創新投入行為給顛覆性創新多元化投入中的其他主體帶來了正的外部性，并且外部性越強最優創新投入越低。同時對比了以上3種情況發現，政府主導下顛覆性技術多元化投入系統的總利潤最高，而顛覆性技術企業主導下以及以社會資本主導下多元化投入系統總的利潤較低。模型結論也與客觀現實相符合，現實中由于顛覆性技術具有風險性高、不確定性強，往往難以獲得融資，此時往往需要政府牽頭引導各方投資顛覆性技術，幫助顛覆性技術孵化。基于以上分析，得出如下命題：

命題1在子博弈完美納什均衡中，社會資本、顛覆性技術企業、政府三方均存在創新投入不足的情況；整個顛覆性創新多元化投入系統收益是低效的，低于效率模型中的總系統收益。其中政府主導顛覆性技術多元化投入下系統收益較高，而社會資本或顛覆性技術企業主導下系統收益較低。

4 政府補貼機制對創新行為的激勵

企業科技投入資金主要來源于企業的收益，顛覆性技術有著見效慢、周期長、風險高的特點，對于中小型科技企業而言，初期的盈利難以保證，因此企業對于投入顛覆性技術研發的內部經費支持嚴重不足。實踐表明，即便在市場經濟最發達的國家和地區，技術創新依然對政府的財政支持政策有著強烈的訴求［25］。政府補貼能夠實現科技投入資源優化再配置，為企業開展具有高風險屬性的顛覆性技術研發活動提供資金支持，與企業內部資源形成互補效應，激發企業技術創新積極性［26］。目前，政府財政資金支持科技型企業主要采用風險補償貸款、創新基金、政府補貼等多種形式。基于此，本研究將政府補貼引入博弈模型進行討論。

4.1 政府補貼機制下的博弈結構

鑒于社會資本、顛覆技術企業、政府三方在顛覆性創新多元化投入中均存在創新投入不足，進而使整個系統的總收益達不到最優效果，為了激勵各個主體的參與積極性，在政府主導情況下考慮設計政府補貼機制來緩解創新不足的問題。假設以系統收益最大化為目的，政府分別對社會資本、顛覆性技術企業進行顛覆性技術創新的參與成本提供一定比例的補貼，分別為而政府、社會資本、顛覆性企業對創新投入的策略選擇以自身利益最大化為目的。在原有的博弈模型中增加補貼策略選擇階段，政府選擇是否對社會資本、顛覆性技術企業實施補貼機制，此時的博弈結構為：第一階段，采取非合作博弈，政府選擇對社會資本以及顛覆性技術企業的創新投入成本補貼進行策略選擇；第二階段，采取非合作博弈，各主體同時選擇各自的創新投入行為決策；第三階段，要采取合作博弈，根據考慮風險修正的夏普利值對投入主體協同合作的收益按照所承擔的風險進行合理分配。

4.2 政府補貼下的創新投入

分別將上述目標函數對創新投入求偏導，并令偏導數為零，解出各主體的創新投入函數如表4 所示。其中，系統利潤目標函數為：

表4 政府主導并提供成本補貼時顛覆性技術多元化投入均衡結果

命題2在政府主導下展開顛覆性技術多元化投入，當政府對顛覆性技術企業、社會資本分別進行成本補貼，三方的創新投入均得到提升，并且達到系統最優水平，使得系統總利潤得到提升。其中，政府利潤相較于進行補貼前有部分下降，但顛覆性技術企業、社會資本的利潤得到明顯提升。政府通過補貼的形式，雖然損失了自身一部分利潤，但是促進了其他各方主體的創新投入積極性，從而提高了系統總利潤，表明政府補貼激勵機制能夠大大提高各主體對顛覆性技術投入的積極性。

5 結論與啟示

5.1 研究結論

對政府主導、顛覆性技術企業主導、社會資本主導3 種情況下，各主體的顛覆性技術創新投入行為決策進行討論，同時探討了政府補貼這一無償性資金注入對于顛覆性技術投入主體參與積極性的激勵作用，得到以下結論：

（1）在整個顛覆性創新多元化投入的過程中，各主體出于自身利益最大化考慮，會存在創新投入積極性不足的情況，此時就需要設計合理的激勵機制，激發多元化投入主體的創新投入積極性。

（2）由政府牽頭，聯合社會資本、顛覆性技術企業時，整個顛覆性技術投入合作較由其他主體主導下的合作收益高。此外，在政府主導下采取政府補貼形式可以有效激勵其他各顛覆性創新投入主體的投入積極性，相較于補貼前政府只是損失了部分利益，這樣做不僅能提高被補貼主體的創新投入，還能提高整個系統的總收益，從長遠來看有利于保持各主體長期的合作關系，說明在政府主導下采取補貼機制能夠有效緩解創新投入不足的問題。

5.2 管理啟示

基于以上結論，對于政府主導下引導各方參與顛覆性技術多元化投入提出以下管理啟示：

（1）政府構建顛覆性技術多元化投入機制，設計合理的利益分配機制與激勵機制尤為重要。在多方合作過程中，利益分配成為合作能否順利開展的掣肘。政府在牽頭構建顛覆性技術多元化投入中，在利益分配方面應該更加強調“風險共擔、收益共享”。政府實施成本補貼參與合作，可以有效提高其他各方創新投入的積極性，從而更高效地推動實現顛覆性技術創新研發與市場轉化進程目標的活動過程。實施成本補貼的同時應當設定適當的補貼額度，補貼過度會使企業對補貼產生依賴，一定程度妨礙市場作用的發揮，因而借助風險補償貸款和創新基金能夠以有限財政資金實現撬動社會資本投入的政策性目標，分散科技型中小企業借貸風險，從而有效支持和引導顛覆性技術企業發展。

（2）需要進一步加強顛覆性技術企業的扶持力度，加強創新平臺建設。降低創新創業成本：設立專項資金，引導和鼓勵市級以上科技企業孵化器對顛覆性技術企業研發經費投入給予補助。拓寬企業融資渠道：建設顛覆性技術多元化投入機制的過程中，要發揮市場在資源配置中的決定性作用，通過切實尊重與激發市場各類創新主體的顛覆性技術創新活力與潛能，通過政策基金、信用擔保等形式，進一步保障顛覆性技術多元化投入金融市場發展。鼓勵銀行、金融機構、風險投資等社會資本加大對顛覆性技術企業的支持力度，向相關的企業按有關規定給予獎勵和風險補償，從而為顛覆性技術多元化投入的順利展開保駕護航。

（3）建立吸引機制強化社會資本涌入顛覆性技術研發中，則需要政府創新戰略的積極引導，通過設置相關的風險保障機制，營造良好的創新激勵氛圍。如若最終顛覆性技術出現孵化失敗的情況，給予各個投資者一定的風險補償，以此分攤投資風險，吸引更多的資金進入到顛覆性技術項目投入中來，建立良好的失敗容忍氛圍，給予科研工作者更多的積極鼓勵。