基于技术风险的研发联盟政府补贴政策研究.doc

基于技术风险的研发联盟政府补贴政策研究1 引言随着技术变革的加快、产品生命周期的缩短以及市场竞争的加剧，仅仅依靠企业内部有限的技术和资源进行研发变得日益困难，越来越多的企业倾向于采用联盟的方式进行研发活动。合作研发能给企业带来诸多好处，如：共享资源，分担成本和风险，形成协同优势等1,2。但是由于创新的外部性，研发活动的高技术风险等因素，企业的研发投入始终不足。因此许多政府采用财政补贴来激励企业加大研发投入，增加社会福利。当前国内外众多学者从不同角度对政府财税等政策进行了研究。例如：陈林和朱卫平3构建了一个南北间的静态古诺模型来研究创新激励政策的有效性，研究结论表明，从长远来看，国民教育水平和劳动者素质是决定国家创新产出的根本因素；戴晨和刘怡4从理论上分析了财税工具对企业R&D的影响机制，并通过实证分析发现，税收优惠比财政补贴对企业R&D投资具有更强的激励作用，但财政补贴针对性强，反映迅速快捷的特征是税收优惠不具备的；刘和东和梁东黎5认为补贴政策的本质是政府通过再分配的政策改变现有的收益格局，使一部分企业收益增加、一部分企业收益减少，并试图通过收益格局的这种改变刺激出更大的创新产出；生延超6构建了一个三阶段的博弈模型，解析分析和算例表明：企业的创新投入会随着溢出效应的增强而增加；霍沛军7等人考虑一个带有R&D溢出的双寡头模型，研究表明，政府补贴可以使R&D水平和福利达到社会次佳；刘卫民和陈继祥8提出国际化供应链中上游R&D补贴模型，分析了国内最优R&D补贴对市场行为的影响。但是以上文献均假定研发一定能够获得成功，即忽略了研发中的风险。事实上，高风险，高失败率是研发的主要特征9，其中，技术风险则是研发中最主要的风险之一，并对企业研发投资策略产生很大影响10。如Erin和Kwame11通过对无碳技术行业的研发情况的研究发现，高技术风险环境下企业的研发投资3.5倍于低风险环境。因此，忽略技术风险将对研究结论的正确性造成影响。基于此，本文考虑研发存在技术风险，构建合作研发博弈模型，分析在不同政府研发补贴方式下的企业研发和生产策略，以及社会福利的大小。以社会福利最大化为目标，找出不同外部环境下的最优政府研发补贴政策，为政府制定相关政策提供决策支持。2 问题描述合作研发联盟由两个产品市场上竞争的寡头企业组成，进行新技术的合作研发，以降低产品生产成本。产品的反需求函数为，其中分别为企业i的产量。两企业研发过程中由于存在研发人员的流动或企业之间研发信息交流而具有溢出效应，联盟伙伴的研发成果可以降低自己的生产成本，即成果溢出，溢出系数为，因此单位产品生产成本为，其中，为研发前的生产成本，为固定常数，为企业i的研发成果。企业研发成本为，其中，为研发难度，越大，研发难度越高。企业研发具有不确定性，存在技术风险，假设其研发能够获得成功的概率为，则研发失败的概率为。为社会福利(即消费者剩余+生产商利润-政府补贴)。政府可以采用产品补贴或研发投入补贴的方式来激励企业增加研发投入量，提高社会福利。在产品补贴方式下，政府对企业销售的每一个产品，按售价的一定比例进行补贴，补贴系数为，。在研发投入补贴方式下，政府按企业研发投入的一定比例进行补贴，补贴系数为，。由以上分析可知，是市场产品供应量为0时的价格，必然大于产品的边际生产成本，否则企业没有利润即停止生产；新技术与政府补贴可以使产品边际成本降低，但不会降低为0，故有，。3 模型建立本文构建的是一个三阶段博弈模型。企业与政府之间的决策共分三个阶段，第一阶段，由政府确定补贴方式及补贴系数，决定用研发投入补贴还是产品补贴来对企业进行激励；第二阶段，企业确定研发投入；第三阶段，企业通过预测对方产量，按照自身利润最大化原则决定自己的产量。本文以下部分将按照逆向归纳法求出模型均衡解。3.1 研发投入补贴方式下的博弈模型在研发投入补贴模型中，企业根据政府的补贴方式来决定研发投入和产量以实现利润最大，政府也会根据企业的研发投入与产量来决定补贴的比例以实现社会福利最大化。政府按照企业投入的一定比例进行补贴，。在技术风险条件下，企业()的期望利润为：， （1）其中，和分别为企业()研发成功和失败时的利润。企业1与企业2进行古诺竞争，通过预测对方的产量来决定自己的产量，求解（）可得：，。 （2）企业以自身利润最大化为目标来选择最优研发投入，即满足（1）式最大。由于研发投入与研发的成果正相关，以研发成果代替研发投入来分析研发投入与其它变量间的关系可以得出相同结论，因此，为了方便分析，本文以研发成果代替研发投入来进行分析。将（2）式带入（1）式，求解得：，。 （3）将（3）式带入（2）式可得：， （4）因为，为企业的产量，必然大于0，由以上分析知，因此必然有。政府目标为社会福利(即消费者剩余+生产商利润-政府补贴)最大化，将（1）、（3）和（4）式代入社会福利函数，求解可得政府最优投入补贴系数为：。 （5）将（5）式带入（3）式及社会福利函数，得：， （6）， （7）。 （8）3.2 产品补贴方式下的博弈模型若政府对企业技术研发采用产品补贴的方式进行激励，即按照比例对单位产品进行补贴，则企业()的期望利润为：， （9）其中，和分别为企业()研发成功和失败时利润。求解，可得企业的均衡产量：。 （10）企业的投资策略依据企业利润最大化原则来确定，把（10）式带入（9）式，求解可得：，。 （11）将（10）、（11）式代入社会福利函数求解可得政府最优产品补贴系数：。 （12）将（12）式带入（10）、（11）式得企业最优策略及社会福利：， （13）， （14）。 （15）3.3 社会福利最优模型求解，可得：，。 （16）将（16）式带入社会福利函数，求解，得：， （17）其中，。由此可得最优社会福利为：。 （18）4 最优解分析4.1 企业决策与政府决策分析结论1 在投入补贴方式下，企业的产量不受政府补贴的影响，政府补贴激励并不能提高企业产量。证明：由（6）式知，企业在投入补贴方式下的最优产量为，该表达式与无关，因此企业产量不受政府补贴影响。结论1证毕。结论1表明，研发投入补贴不会对企业的生产策略产生影响，因此，若政府希望在激励企业增加研发投入的同时提高产品产量，就不能采用研发投入补贴，而应采用产品补贴的方式。结论2 当时，研发投入补贴方式下的研发投入大于产品补贴方式下研发投入；反之，研发投入补贴方式下的研发投入大于产品补贴方式下研发投入。证明：对比分析式（6）、（13）知，当时，有，此时产品补贴方式下研发成果大于投入补贴方式下的研发成果。又因研发的投入与研发成果产出成正比，说明此时产品补贴方式下的研发投入大于研发投入补贴方式下的研发投入。同理，当时，产品补贴方式下的研发投入小于投入补贴方式下研发投入。结论2证毕。结论2表明，政府应在研发难度较大时宜采用产品补贴方式，在研发难度较小时采用研发投入补贴方式，以此激励企业增加研发投入。结论3 当时，产品补贴方式下社会福利大于投入补贴方式下的社会福利，当时，产品补贴方式下社会福利小于投入补贴方式下的社会福利。但两种补贴方式均不能实现社会福利最大化。证明：由式（8）、（15）、（18）知，当成立时，此时产品补贴方式下的社会福利大于研发投入补贴方式，当成立时，则研发投入补贴方式下的社会福利更大。但在三种模型中，始终有社会福利，由此可见政府投入补贴政策和产品补贴政策均不能使社会福利达到最大。因为社会最优福利模型是计划经济的产物，在市场经济条件下是不可能实现的。假如政府严格控制企业产量与研发投入，虽可暂时获得社会福利的总体最大，但并不符合企业利益，会使企业丧失积极性与创新动力，对企业的长远发展不利。在市场经济条件下，结论3证毕。结论3同样表明，政府应在研发难度较大时宜采用产品补贴方式，在研发难度较小时采用研发投入补贴方式，以此提高社会福利。但是，两种补贴方式不能使社会福利最大化，只能得到次优的社会福利。4.2 技术风险对企业及政府决策的影响结论4 政府产品补贴系数应随着技术风险的减小而增大。证明：因产品补贴系数受技术风险的影响，由知，政府产品补贴系数随着k的增大（技术风险的减小）而增大。结论4证毕。结论4表明，当技术风险较小时，政府应加大产品补贴的系数，以提高社会福利。结论5 随着技术风险的减小，投入补贴方式下与产品补贴方式下的企业研发投入、产量、社会福利均增大。证明：由（6）、（13）知，。即，随着研发成功概率的增大，产品补贴方式下与研发投入补贴方式下企业研发成果均增大，所以企业的研发投入均增大。由（7）、（14）知，因此可以推出，均随着k的增大而增大。随着研发成功概率的增大，即技术风险的减小，产品补贴方式下与研发投入补贴方式下的产量均增大，企业将提供更多的产品。由（8）、（15）、（18）知，因此三种模型的社会福利均随着技术风险的减小（k的增大）而增大。又因，因此产品补贴方式下的社会福利对技术风险更加敏感，随着技术风险的变化而波动较大。因此，随着技术风险的减小，投入补贴方式下与产品补贴方式下的企业研发投入、产量、社会福利均增大。结论5证毕。结论5表明，随着研发成功概率的增大，企业倾向于投入更多的研发资源，并提高产量，因此社会福利也会相应的提高。5 算例分析系统各项参数如下：，为了进行对比分析，本文求解和两种情况下的最优解。求解可得不同补贴方式下的企业和政府决策，以及社会福利如表1所示。表1：和时的最优解补贴方式最优研发成果最优产量社会福利0.15研发投入补贴0.43870.85315.6872产品补贴0.21821.27296.3646最优社会福利6.41710.85研发投入补贴9.455503.244321.6290产品补贴2.88852.962114.8104最优社会福利38.1181接下来将对系统主要参数进行灵敏度分析，研究技术风险对企业决策、政府决策以及社会福利的影响。不同补贴方式和技术风险下的社会福利、企业投资策略如图1所示：a 研发投入（）b社会福利（）图1：不同技术风险下的社会福利和研发投入由图1可以看出，随着技术风险的减小，即研发成功概率的增大，研发投入补贴方式下与产品补贴方式下的研发投入均增大，且产品补贴方式增速快于研发投入补贴方式。当时，有，因此，此时研发投入补贴方式下的研发投入要大于产品补贴方式下的研发投入；当时，有，因此，此时研发投入补贴方式下的研发投入要小于产品补贴方式下的研发投入。当时，有，即产品补贴方式下的社会福利更大；当时，有，即研发投入补贴方式下的社会福利更大。但，即两种补贴方式下的社会福利始终小于最优社会福利，两种方式都只能实现社会福利次优解。6 结束语本文建立了基于技术风险的合作研发博弈模型，研究了研发投入补贴和产品补贴两种政府补贴政策下的企业研发和生产决策。通过理论和数值仿真分析找出了不同补贴政策下的企业最优策略和相应的社会福利。研究表明，政府采用产品补贴与投入补贴都不能激励企业按社会福利最大化时的研发和生产策略进行研发和生产，因此两种补贴方式都不能实现社会福利最大化，即只能得到社会福利的次优解。研发难度较小的情况下宜采用研发投入补贴，研发难度较大的情况下应采用产品补贴，从而提高社会福利。参考文献：1 Robertson T. 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