第十二章 研究与开发 ● 第一节 市场结构和研究与开发动机 ● 第二节 研究与开发的基本模型 ● 第三节 研究与开发竞争的动态性

1. 第十二章 研究与开发●第一节 市场结构和研究与开发动机● 第二节 研究与开发的基本模型● 第三节 研究与开发竞争的动态性

2. 研究与开发是社会一项重要的经济活动。 • 工艺创新，即通过实验室的投入，探寻生产产品的成本较低的技术。 • 产品创新，即探寻新产品的生产技术。 • 在本章中，我们重点在于产业的变化源于新产品和新流程的采用，以及新产品和新流程主要产生于研究与开发这一事实。

3. 第一节 市场结构和研究与开发动机

4. ■两种观点： ☻完全竞争的市场结构使得企业有更强的创新动机。 ☻大企业更有利于技术创新，其进一步认为完全竞争的市场结构从技术进步的角度上并非一个完美的模型。

5. ☻第一种观点如图10-1，对于一个垄断者而言：☻第一种观点如图10-1，对于一个垄断者而言： ▲在垄断者创新之前，企业所获得的利润为图中矩形AE 的面积。 ▲在创新之后，企业获得的利润为图中矩形 p2MBF 的面积。创新的收益为正。 ▲垄断者创新的收益为梯形EF 的面积。

7. ● 完全竞争市场中创新的收益问题： ▲如果创新把成本降低的幅度比较小，从而相应的垄断价格高于竞争对手的单位生产成本，我们称这样的创新为小幅创新。 ▲创新把成本降低到这样一个水平，以至相应的完全垄断价格低于竞争对手的单位生产成本，我们称这样的创新为剧烈创新。

8. ▲小幅创新 如图10-2，由于 ，那么创新企业无法制定最优的垄断价格。在此情况下，创新企业最优的定价策略是把价格定在稍低于的水平。此时市场均衡价格p= 。即均衡产量 ，此时只有创新企业提供产品，其他企业的生产量为零且获得零利润。此时创新企业获得的利润便为图中IJ 的面积。

10. ▲剧烈创新 如图10-3，在剧烈创新条件下，创新企业就成为一个垄断者，此时市场价格P=PM，产量Y=YM，获得利润为图中BF 的面积。

12. ▲ 比较： ●在小幅创新情况下，垄断者获得的创新收益要小于完全竞争企业获得的创新收益。 ● 在剧烈创新情况下，垄断者获得的创新收益要小于完全竞争企业获得的创新收益。 ▲结论： 垄断企业的创新收益要小于完全竞争企业，竞争性企业的创新激励要大于垄断企业的创新激励。

13. ▲数学推导： ●如果创新者是垄断者，其创新收益表示为： ●如果创新者为完全竞争企业，那么在小幅创新时，其创新收益为： ●在剧烈创新条件下，其所获得的创新收益为： ●对于小幅创新： ，即： ●对于剧烈创新：

14. ●结论： 垄断企业的创新收益小于完全竞争企业。市场势力降低了创新的动机。 ● 原因： 垄断市场需要某种因素来解决垄断者的惰性，而这种惰性是由创新之前的垄断利润引起的；而在竞争市场中，这种创新前的利润是不存在的，这被称为更新效应（或替代效应）。

15. ☻第二种观点▲ 熊彼特认为，技术变动需要大企业的存在，完全竞争不仅是不可能的，而且也不是最优的，不是一个完美效率模型。他相信大企业能够最大限度地从事技术创新。竞争并不因引进大企业而消除，相反，企业追求技术变动的努力增加了竞争。

16. ▲加尔布雷思效法熊彼特，也论述了大企业是引致技术变动的最完整的工具，并且是技术变动最有效率的发明者和传播者。▲加尔布雷思效法熊彼特，也论述了大企业是引致技术变动的最完整的工具，并且是技术变动最有效率的发明者和传播者。 ●研究与开发支出对小企业来说太昂贵了。 ●研究与开发工作可能有规模经济。 ●大企业可以分散投资风险。 ●或许只有大企业才能充分开发和利用这些研究与开发成果。

17. ▲上述两观点不一定是相互矛盾的： ●大型企业是研究与开发和技术进步主要投入者的观点主要基于这样的前提：大公司相对于小公司而言，拥有更多的投入资源。 ●竞争产业更能激励研究与开发的观点来自于投机，而不是投入的能力。

18. ▲注意： ●完全竞争与完全竞争模型并不完全一致。 ●我们假设创新会降低成本，允许创新者降价与其对手竞争，并占领整个市场。其前提是该创新者没有被模仿，实际上是个垄断者。

19. ☻结论： 完全竞争在研究与开发问题上，在某种程度上和熊彼特关于完全竞争模型观点一致。熊彼特认为，最优的市场结构并非完全竞争，而是涉及一定垄断力量的动态竞争的形式。竞争并非来自于在位企业，而是来自于新产品或新流程，即创造性毁灭。

20. 第二节 研究与开发的基本模型

21. ■ 发现新技术或新产品的企业获得对竞争对 手的优势： ★企业有资格获取专利保护，从而能防止其他企业模仿，导致他可以在一定期限内赚取垄断利润； ★消费者会把创新者同高质量生产企业联系起来，并由此愿意为创新者支付较高的价格。 创新竞赛

22. ★ 假定有关的发现可以转化为一种奖励。考虑一个有两个企业组成的行业，该行业寻求生产新产品的新技术。 ★ 假定是否能够发现是不确定的。每个企业可通过向实验室投资I美元从事研发活动，每个企业研究与开发活动的支付如下：一旦一个企业向某个实验室支付I美元，他就有α的概率发现一种新技术，如果该企业是该技术的唯一发现者，该技术带来的利润为V美元；如果两个企业都发现了该技术，它带来的利润为V/2美元；如果该企业没有发现这项技术，它带来的利润为0美元。

23. ■竞赛中均衡研发水平 ▲ 只有一个企业投资于研究与开发的情况： 企业1进行研究与开发投入的预期利润为： 企业1的研发投资决策为： 同理，企业2的投资决策为： 0 0

24. ▲ 两个企业都进行研发的情况： 企业的收益取决于： ● 技术方面的不确定性 ●市场方面的不确定性 企业1获得的期望利润为： 同理，企业2获得的预期利润为：

25. ▲ 只有当企业获得的预期利润大于零时，企业才会投资，化简得： 在上式满足的情况下，企业1和企业2投资于研究与开发预期利润是大于零的，企业1和企业2都会进行研发的投资，即i1=i2=I。

26. 如图10-4所示， 表示只有一个企业进行研究与开发预期利润等于零的与I的组合，它是一条直线。其上面的点表示 ，即研发利润小于零，故没有企业从事研发。其下面的点表示 ，所以在只有一家企业研发的情况下，企业都愿意进行研发投资。而曲线 表示两个企业同时投资研发预期利润等于零的情况，两个企业不会同时研发。而位于该曲线之下的点表示预期利润大于零，两个企业都会进行研发。

28. ▲两条曲线将图10-4划分为三个区域： ● Ⅰ部分表示没有研发的概率α和投资I的组合，即在低概率和高研发成本条件下没有企业愿意研发。 ●Ⅱ部分表示只有一个企业进行研发的情况。 ●Ⅲ部分和Ⅳ部分为两个企业都进行研发的情况。

29. ■社会的最优研发水平 表示当n个企业从事研发时行业的期望利润，把行业的期望利润与社会福利联系起来。 ▲行业中只有一个企业从事研发时： 此时，社会所期望的研发值与企业从承担研发中获得的期望利润时是相同的。 ▲行业中有两家企业从事研发活动时，每个企业获得的期望利润为： ，此时，行业的预期利润为：

30. ●如果 ，表示只有一家企业进行研发时行业利润要大于两家同时研发，即两家企业研发对社会不利。 ● 如果 ，表示两家企业同时研发创造更多的利润，因而两家研发是最优的。 当且仅当 时，

31. ▲ 图10-4可划分为四个区域： ●区域Ⅰ：为高研发成本与低发现概率组合，没有企业进行创新。从社会福利角度看，不研发是最优的。 ●区域Ⅱ：该区域内为只有一个企业承担研发成本留下了空间，此时该企业仍然可以维持非负的利润。从社会福利角度看，使第二个企业参与研发也不会给社会带来收益。 ●区域Ⅲ：相对较低的研发成本使得第二个企业参与研发有利可图，从社会福利角度看，重复性研发的成本大于促使第二个企业从事研发并由此提高发现概率所带来的社会收益。这是一种市场失灵的情形。 ●区域Ⅳ：这些组合包含了一个低创新成本，使得两个企业和社会都能从研发竞赛中受益。

32. ▲ 从社会福利角度看，区域Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ是社会合意的，即概率α和投资成本I如果落在以上三个区域，则市场提供了合意的研发水平。而如果落在区域Ⅲ内，此时属于市场失灵情况，市场提供了过多的研发投入。区域Ⅲ的具体表示为： 当 时， ， 且

33. ■发现的预计日期 ▲ 只有一个企业进行研发： 发现的预计日期就可以表示为： 结论：发现概率 的提高，可缩短发现的预计日期。

34. ▲ 两个企业都进行研发： 发现的预计日期为： 结论：ET(2)<EY(1)，这意味着开办更多的研究实验室可缩短发现的预计日期。

35. 假设一个行业中有两家企业：企业1和企业 2。两阶段博弈： ■　第一阶段：企业决定（首先是非合作的，然后是合作的）在节省成本方面的研发投入是多少。 ■　第二阶段：企业在一个同质产品市场中，参与古诺数量竞争。 研发合作

36. ★ 溢出效应 以　 表示企业i承担的研发量（i=1，2），并且以　　　　表示企业i的单位生产成本，设： 其中参数 衡量企业j的研发水平对企业i的单位生产成本的影响。若 　，研发技术表现出（正向的）溢出效应。即每个企业的研发会使得两个企业的单位生产成本下降。

37. ● 在某些情况下，如果某个企业的研发涉及对竞争对手的恶意损害活动，比如雷达干扰，或者散步虚假信息和计算机病毒，　就可能变成负值。 ● 本节中我们假设企业的研发技术具有正向的溢出效应，同时假设

38. ★ 非合作研发 假定：市场中的需求函数为：P=100-(y1+y2)，且研发对企业来说是有成本的。开办一个研究水平为xi的研发实验室的成本表示为TCi(xi)。研发实验室依照规模收益递减的规律运营，设TCi(xi)=xi2/2。 ■ 两阶段的博弈： ▲ 第一阶段：决定研发水平 ▲ 第二阶段：决定产量

39. ■ 逆向归纳法求解： ▲ 第二阶段：两企业进行古诺竞争 考虑企业1： 由一阶条件解出企业1的反应函数： 同理，可得企业2的反应函数： 企业1和企业2均衡的产量为： 此时古诺均衡利润水平为：

40. ▲ 第一阶段：每个企业在对手研发水平给定的情况下，以不合作的态度选定其研发水平。 ● 纳什均衡：x1=x2= 其中 表示两个企业非合作时，每个企业投资的非合作均衡研发水平。

41. ★ 合作研发 在合作研发的情况下，企业在知道他们将在第二阶段进行数量竞争的前提下，共同选择能够使联合利润最大化的研发水平。 ● 合作研发水平为：

42. ★ 合作研发与非合作研发的比较 ■ 如果溢出效应很大，那么合作研发的水平高于非合作研发水平。 ■ 如果溢出效应很小，那么合作研发的水平低于非合作研发水平。 ■ 研发合作可增加企业的利润。如果在合作情况下的均衡研发水平不等于非合作情况下，那么则表明他们之间联合利润一定增加。

43. 第三节 研究与开发竞争的动态性

44. ★ 考虑在产出市场上有两个企业的情形。在创新之前，企业1是在位垄断者，企业2是潜在进入者。 ★ 假定两个企业都没有取得对创新的垄断，第三个企业在产出市场上不能生产，因而想将专利卖给一家开价更高的企业。 效率效应和垄断的持续性

45. ★ 假定： ■潜在进入者进入市场之前并没有生产技术，一旦获得专利，其生产成本与在位垄断者相同。 ■垄断者能够获得垄断利润，如果获得专利，他将保持垄断地位，获得同样的垄断利润，此时对手企业的获益为零。 ■对潜在进入者，一旦获得专利，那么他就可以进入市场与垄断者竞争，此时，两家企业获得寡头利润。

46. ★ 对垄断者而言，如果购买创新将获得利润 ，而若不够买创新而潜在进入者购买了这项创新，那么其将获得寡头利润 。则对垄断者而言，此项创新的价值就为两者之间的差额，即 。这项价值亦是垄断者愿意为这项创新支付的最高价格。 ★ 对潜在进入者而言，如果得到这项创新，可获得寡头利润 ，如果不够买这项创新获利为零。那么对该潜在进入者而言，此项创新的价值也为两者之差，即 ，此项价值也是该潜在进入者愿意支付的最高价格。

47. ★ 垄断者愿意比对手出价更高的条为： 即： 该项条件要求垄断情况下的产业利润高于双寡头垄断时的利润。

48. ★可以预期上述条件是有效的。因为双寡头垄断时的利润肯定低于垄断时的利润，并且只有在合谋的情况下才能达到垄断利润水平。这意味着垄断者对研发投入的动机比潜在进入者要高。其直觉是垄断者由于未能获得创新而导致的损失要比对手企业成功的获得创新所得到的收益更高。

49. ★产业结构朝着产业利润增加的方向发展（垄断），这一特征称为效率效应。★产业结构朝着产业利润增加的方向发展（垄断），这一特征称为效率效应。 ★ 垄断者对于一项创新，即使将来不采用，也会要求得到它的产权。因而效率效应可以成为专利“搁置”的一种解释。

50. ★假设竞争对手不参加创新竞标的概率为ρ。垄断者并不清楚竞争对手是否提交了竞标书。★假设竞争对手不参加创新竞标的概率为ρ。垄断者并不清楚竞争对手是否提交了竞标书。 ★假设垄断者及竞争对手都没有投标，那么此项创新仍然没有使用，垄断者依旧。 更新效应及创造性毁灭