基于激励相容的上下游企业合作创新问题研究.doc

基于激励相容的上下游企业合作创新问题研究林斌、周小亮2C1：福建工程学院计算机与信息科学系 福建福州350014；2：福州大学管理学院福建福州350002)摘要：本文在综述合作创新领域研究成果的基础上，构建了一个上、下游产业各 为双寡头的三阶段博弈模型，给出了产业间合作创新分析的基本思路和一般均衡 结果，之后从激励相容角度分析产业间的合作创新行为，最后结合我国实际提出 了三点政策建议研究表明在产业间合作创新中，满足激励相容约束的企业合作 创新行为受到水平溢出效应、垂直溢出效应和研发效率等因素的影响关键词：激励相容；合作创新；上下游企业；技术溢出一、 前言合作创新通常以合作伙伴的共同利益为基础，以资源共享或优势互补为前 提，有明确的合作目标、合作期限和合作规则，合作各方在技术创新的全过程或 者某些环节共同投入，共同参与、共享成果，共担风险与传统的自主创新相比， 合作创新强调合作企业各展所长地创造最大的投资回报，然而上下游产业在什么 样的情况下会选择参与合作创新以及这种创新会使得参与合作创新的企业利润 最大化吗？我们从激励相容角度研究这个问题，建立并求解一个上、下游产业各 为双寡头结构的三阶段完全信息动态博弈模型，重点分析技术溢出效应对企业行 为和决策的影响。

二、 相关文献回顾20世纪80年代以来,许多学者对企业进行合作创新的内在动因进行了研究， 建立了一系列模型这些模型大都从技术溢出的角度出发，建立多阶段博弈模型 分析企业在研发竞争与合作研发的企业绩效，进而研究其对社会福利的影响 Katz(1986)基于技术溢出效应建立一个四阶段的博弈模型，第一次对不完全竞争 市场结构下的研发合作进行了研究dAspremont&Jacquemin( 1988)继承了 Katz 的分析方法，构建了一个两阶段博弈模型，这一模型为以后的研究奠定了基础 在Katz模型中，两家企业在第一阶段先决定各自的研发水平，接着在第二阶段 产品市场上进行产量竞争⑴企业可以选择两阶段都竞争，或者都合作，或者仅 在第一阶段合作该模型得出的结论：无论在什么样的溢出水平下，两阶段都合 作的研发投入大于不合作时水平，但小于社会最优投入水平Kamien et.al(1992) 比较了研发竞争、研发卡特尔、竞争的联合研发(Research Joint Ventures)和联合 研发卡特尔四种合作研发模式对技术进步和社会福利的影响由此得出如下结 论：竞争的联合研发将造成最低的技术进步，而联合研发卡特尔将导致最高的消 费者和生产者剩余，故联合研发卡特尔是最有效的组织形式。

Poyago-Theotoky(1995)设计了 一个简单寡头模型，比较联合研发与非联合研发的 研发投入和均衡水平他认为：联合研发企业的研发投入大于非联合研发企业， 单位生产成本更低；联合研发企业的研发投入均衡水平小于社会最优投入水平 Kultti et.al(1998)引入信息共享程度，建立了一个三阶段博弈模型该模型得出均林斌，男，福建南平人，福建工程学院计算机与信息科学系讲师，硕士，研究方向：微观经济学(1)产量竞争又称为Cournot Competition衡解：无论企业是否选择分担研发费用，都会共享信息Kamien&Zang(2000)从 吸收能力入手分析企业组成联合研发的可能性，探讨了联合研发与吸收能力之间 的关系Atallah(2002)基于一个上、下游产业的市场结构，建立博弈模型分析研 发的水平溢出与垂直溢出之间的相互关系，并对企业的四种研发策略(竞争研发、 一般合作、水平合作与垂直合作)进行了研究得出结论：水平溢出、垂直溢出 以及市场结构都会对企业的研发投入、产品产量和社会福利产生影响 Cellini&Lambertini(2003)动态地比较了企业研发过程中合作与非合作所带来的 企业收益和社会福利的影响，结果显示在所有可能的技术扩散水平下在合作创新 中私有(Private)行为和社会行为是一致的。

Halmenschlager(2004)通过分析三寡头 垄断模型的研发合作行为，得出结论：行业领导企业在任何时候都不会进行研发 合作，而两个较小的落后企业在面对行业领导企业的竞争时将会选择合作研发上述模型的共同之处在于针对不完全竞争市场进行分析，大都采用博弈论的 方法来分析推导企业在合作创新竞争中的相互关系和行为策略，然而这些学者都 忽视或没有对合作创新中激励相容问题展开系统地研究我们关注的焦点是在什 么样的激励相容约束条件下合作创新会比竞争性自主创新给企业带来更大的绩 效为此我们在前人研究基础上建立了一个上、下游各为双寡头的三阶段合作创 新博弈模型，推导不合作与合作方式的均衡解，分析自主创新与合作创新中水平 技术溢出、垂直技术溢出以及研发效率对企业激励相容的影响三、三阶段博弈模型假设上、下游产业中企业均为双寡头占有的市场结构，上游产业由两家生产 相同产品的企业组成，生产的中间产品可以用于下游企业的生产；下游产业业由 两家生产最终产品的企业组成，并且最终产品是由中间产品一对一转化而成的假定上游两家企业最初具有相同的单位成本a (满足a〉0同时不存在固定 成本)，销售中间产品价格为m；下游企业购买中间产品的单位成本为m,在生 产最终产品过程中所发生的单位成本为b,销售最终产品的价格为p。

下游企业反需求函数为：p = A-co(ql +q2),其中4为函数参数(A〉a+b) 0), 0表示函数参数(0〉0,为简化运算下文假定=1)卩为最终产品价格，qt 表示下游企业z•的产量(i=l, 2)o企业通过创新可以降低的单位产品成本，由于研发过程中的外部性以及水 平、垂直溢出效应的存在，每个企业的研发投入除了可以使本企业的产品成本降 低外，还可以使处于同一层次企业及相应的上或下游企业单位产品成本降低⑴故上游企业7的单位产品成本：25尸a-%-h”j-Vd 工心，其中 i^j, i = l, 2； Q

企业i的研发投入：Z, =|7%,2这里兀是研发水平（即单位产品研发投入），y是研发效率（丫〉0）企业 研发投入函数表明企业的研发呈现出收益递减的特征，这符合创新的实际情况现在设计上、下游企业研发投入与生产过程三阶段博弈：第一阶段（研发投 入阶段）：上下游企业在追求利润最大化过程中确定各自的研发投入z,（合作或 不合作）；第二阶段（中间产品阶段）：在已知企业研发投入基础上，上游企业根 据下游企业的需求函数进行产量竞争，确定中间产品的产量和价格;第三阶段（最 终产品阶段）：下游企业进行最终产品的产量竞争，确定出产量及价格假设整 个博弈过程是一个三阶段完全信息动态博弈，均衡结果是一个子博弈完美纳什均 衡 （Subgame Perfect Nash Equilibrium ）o四、模疝的求解我们通过逆推法来求解子博弈完美纳斯均衡4.1最终产品阶段在第三阶段，两家下游企业视中间产品价格以及研发支出已知，独立地决定 自己的产量，在最终产品市场上竞争这时下游企业7的支付函数为：2 ]九=（Pd -%）% -zdi= [a-qdi 一qdj -m-b+x„. + hdxdj + v„工 xui ] qdi --yi=\ 乙（i = l,2;z M j ）由利润最大化的一阶条件可以得到最终产品市场最优支付函数的方程：1「 2 ~|Qdi =- A-m-b + （2-hd）x„. + （2hd -V）xdj + vuxui （1）d L =i _均衡利润为：1「 2 f 1ndi = Q 4—肌_b + （2—他）心+（2他 _1）5+v”工 y L Al J L4.2中间产品阶段在该阶段，由于上游企业的中间产品会全部转化为下游企业的最终产品，因 此上游企业的总产出等于下游企业的总产出。

根据（1）式，我们可以推导出上 游企业的反需求函数：] 2 2m=- 2A —2b + (l + %)工心+2儿工％i—3(%+g”2) ⑵L L i=l z=l _则上游企业的支付函数：nui =(.m-cui)qui- zui在这个阶段，无论企业是否在第一阶段合作，上游企业都将独立决定各自产 量水平给定第一阶段的研发投入，通过最大化企业的支付函数，中间产品阶段 古诺均衡产量是：] 2 2q”i = -2A-a-b) + (l + hd + 2vd)^xdj + 2(2/?” -l)xM； + 2(2-hu)xuj + 2v”工xui] 7 i=l i=\均衡利润：71 ui =1 2 2 i-[2(A-a-b) + (l + hd +2vd)^jxdi +2(2hu -l)xm. + 2(2-hu)x(y. + 2v„xui]2& 1 z=l i=\ 么由于第三阶段中最终产品的总产量儿等于第二阶段中间产品的总产量儿， 故最终产品产量：] 2 2Qd =(]„ = Q [4( A - - Z?) + 2(1 + hd +2Vd)Y +2(h“ +l + 2v”)》x”J (3)7 i=l i=l将(3)式代入最终产品的反需求函数中，可得最终产品的均衡价格：] 2 2p = -[5A-4(+Z?)-2(l + hd + 2vrf)工xdl -2仇 +1 + 2v„)x,J丁 i=l i=l将(3)式代入(2)式中，可求得中间产品的均衡价格1「 2 2m = ~ 2(A + 2a — b) + (1 + hd - 4匕,送 x* + 2(vi( - /?„ -1送 xui 0 L i=l i=l _4.3研发投入阶段在这一阶段中，我们考虑两种情况：研发竞争和研发合作。

1) 研发竞争上、下游企业不进行研发合作，各个企业同时选择各自的研发投入水平，在 其他企业投入成本一定的情况下，使自己的利润最大化这时上、下游企业i的 对自己的研发投入兀进行决策，并且满足1 2厂nui-MAX7iui = MAX {-[2(A-a-b) + (l + hd + 2vdxdi + 2(2h” 一l)x„; + 1 i=\2 1J 2(2 - hjxuj + 2v„ x,J2 }) i=l 厶1「 2 丫 i ,7indi = MAX7idi = MAX { - A-m-b + (2-hd)xdi + (2hd -V)xdj + vuxuj -}< 9 L i=i 」2进一步化简可得：C<=MAX {1-[2(A-a-b) + 2(2hu -1 + v„)xui + 2(2-hu+vu)xuj + 812 1(1 + % ~-/xuiz=l L减=MAX 寻[4—) + (11 - 7福 + 4vd )xdi + (11福—7 + 4vd )xdj +求解上述方程组中的一阶条。