产业组织理论11研究与开发

第十一讲研究与开发

技术因素在经济发展中越来越成为关键要素，因而，在现代各种经济增长模型中，它是一个关键变量之一；不仅如此，在微观经济领域，在现代市场竞争中，技术创新能力不仅是企业竞争势力的重要标志，而且是企业降低成本，扩大市场份额，提高赢利能力的主要手段。因而，推动技术创新不仅是微观企业提高生存和发展能力的工具，而且成为国与国之间经济、军事、政治斗争的主要工具。企业的研发与技术创新行为之所以成为产业组织理论研究的内容之一，是因为：第一，企业投入研发费用（ResearchandDevelopment，即“R&D”）是企业提高市场竞争力的手段之一。在什么样的企业规模和市场结构条件下企业有动力从事研发和技术创新，涉及到产业组织的内容。第二，企业研发和技术创新的竞争必将导致市场结构的变化，这种变化对经济绩效会发生什么样的影响，也是属于产业经济学要考察的内容。

第三，对于企业的研发与技术创新行为，政府应该抱什么样的态度，需要建立什么样的相关制度安排，政府的行为将对研发和技术创新产生什么样的影响，这也是产业组织理论不能回避的研究主题。研究和开发一般分为三个阶段，第一阶段，基础理论研究阶段，例如防治sars的药物和治疗技术的研究，事先从病理学等基础理论研究为开端。首先要找出sars病毒的基因组合原理及其基因变异程序。这属于病理学、病毒学基本理论研究，也就是要找出基本原理性的东西。第二阶段为应用研究。就是在基本理论搞清楚后，将理论转化成可操作性的技术；例如当完成了sars病毒的基本理论研究任务后，就要研究阻止sars病毒产生、破坏sars病毒基因组合程序的技术和方法，这就是对防治sars的药物和防治手段的研究。第三阶段是商业化开发，通过试制出的产品，通过工艺创新，批量生产，使它成为商业化的产品。创新包括产品创新和工艺创新产品创新是指创造新的产品和服务；工艺创新是指用以提高产品或服务的质量、降低成本的生产流程的创新。技术变动包括产品创新和工艺创新，从成本节约的角度可分为三种类型：第一种为中性的技术变动。所谓中性技术变动，就是指技术创新不会引起边际技术替代率的变动，但可以引起劳动和资本两种生产要素等比例地减少。第二种为劳动节约型技术变动。也就是技术创新引起了劳动投入的节约，但是一方面可能引起了资本的相应节约，但与劳动相比，资本节约的程度低，另一方面是只引起了劳动节约，而没有引起资本的节约。由于技术进步，每单位产量耗用的劳动比技术变动前减少了。第三种是资本节约型技术变动。这种情况与第二种类型相反，技术变动引起了资本的节约。创新收益对创新的私人收益率和社会收益率的衡量存在许多实际困难。例如：在衡量创新收益率时，不仅要考察成功项目的成本，而且要考察失败项目的成本；在衡量创新产品的私人收益时应该扣除同一企业生产的被替代产品的任何利润损失。

R&D投资所致创新的社会收益要考察由此导致的消费者剩余的变化。

曼斯菲尔德等（Mansfieldetal,1977)对4个创新过程和13个产品创性案例的研究，得出的结果是：私人收益率分布于负值到214％的区间，中位数为25％，社会收益率的分布是从负值到307％，中位数为56％。社会收益率大于私人收益率。

格里利切斯（Griliches,1986)使用企业层面的数据对柯布——道格拉斯生产函数作了估计，R&D投资收益率分布于33％~62%之间，他还发现基础研究对企业生产率具有差别化的正影响，并且公司筹措的R&D资金投入比美国联邦政府筹措的R&D资金投入对生产率具有更大影响。伯恩斯坦（Bernstein,1989)在对加拿大9个产业旨在降低成本的R&D收益率估计中得出，私人收益率在24％~47％之间，社会收益率在29％~94％之间。琼斯和威廉姆斯（JonesandWilliams,1997)对相关文献进行了综述，其结论是：一项R&D的收益率大约为30％，如果考虑到相关产业的收益率，所得到的收益率可达100％。创新激励与市场结构创新动力与市场结构存在什么样的相关关系？什么样的行业结构更具有创新动力?是相对分散的行业结构(行业中企业规模较小,且市场竞争激烈)还是相对集中的行业结构(行业中少数企业规模大且具有一定程度的市场势力)更具有创新动力?这是一个富有争论的论题.熊彼特提出(1950,”资本主义、社会主义与民主主义“），对于创新而言，完全竞争市场结构不一定是最优的。只有一定规模的企业才有创新能力。熊彼特的观点在现实中可以找到佐证。例如，AT&T

一直到20世纪80年代还是属于一家具有足够市场势力的企业，而它的研发机构——贝儿实验室——完成了一些20世纪最为重要的发明，包括晶体管和激光器。著名大公司R&D投入(20世纪90年代)企业占销售额的%Microsoft16.9Roche15.5Intel9.4IBM5.5GeneralMotors4.9Motorola9.2NEC7.0汽车工业研发费用投入:但有的研究成果显示出,只有在竞争性产业组织中才有创新动力。阿罗（Arrow,1962）以过程创新为例，分析比较了完全竞争厂商、垄断厂商和社会计划者之间的创新动力差异。

假定过程创新的作用是将边际成本从降低到，市场的需求函数为：

Q＝D(p)

(1)社会计划者社会计划者的目标是极大化社会总福利，即厂商的利润和消费者剩余之和。当创新完成后，在社会计划者定价条件下，产品价格p等于边际成本。那么，该创新增加的社会净剩余为(创新动力）：（1）

(2)垄断者当创新主体为垄断者的创新收益：（2)因为：根据最优化原则：由包络定理得(2)垄断者为创新主体：垄断者的利润：

根据最优化原则：由包络定理得（代入下页方程）当创新主体为垄断者时创新带来的利润增加：（2)对于任何C有，因而，(3)竞争性行业创新者为竞争性厂商区分创新为两种不同类型：剧烈创新非剧烈创新P1mP2mP=P1m=pm(c1)>pP2m=pm(c2)<pC1C2

在完全竞争性市场中，在创新之前，令所有企业的边际成本为，市场价格等于边际成本,所有企业获取零利润。令为创新企业的垄断价格，那么，存在的可能情况是：

剧烈创新为最优垄断价格低于原来的市场价格即。相反，如果，则为小幅创新。剧烈创新：对于剧烈创新，创新企业在市场上实行垄断价格，并能获得全部的市场份额（）。因创新前经济利润为零，通过创新，增加的利润即为垄断利润：

（3）非剧烈创新：对于小幅创新：由于，创新厂商无法制定最优垄断价格，否则消费者将从其他厂商处购买。在此情况下，创新厂商与其他厂商进行成本不对称下的伯特兰竞争，最终创新厂商制定价格并获得整个市场。只有创新厂商提供产品并获得利润（近似垄断利润）：（4）大家比较比较三种情况:

对于小幅创新：对于剧烈创新：

比较创新动力强弱：（1）剧烈创新：所以：（2）非剧烈创新：垄断者创新利润（据方程（2））：竞争者创新利润（据方程（4））：因为：所以：得到：所以：理论含义：不管是剧烈创新还是小幅创新，竞争性市场总比垄断性市场的创新激励大。而与计划者激励相比，市场激励相对薄弱。

专利

专利是赋予发明者的一种排他性的独占权利，以激励创新发明。考虑到社会福利水平，专利有期限，问题的关键是，最优专利期限是多长？有许多模型在探讨专利期限问题。我国专利有三种形式，外观设计专利、实用新型专利，以及发明专利，各类专利的保护期限、申请费用、获批的严格程度不同，原因在于不同类型的专利具有的经济价值不同，三种形式的专利价值依次提高。同时，专利也有属地性质，通常只有申请东道国的专利，才能得到相应的保护，这在跨国经济活动中，尤为重要。最优专利期限（1）发明者的均衡：假设发明者的一项发明导致了成本的下降，B是节约的成本；假定发明者的研发总成本为TC，其中TC是节约成本B的函数：

B是节约的成本，a是正常数，TC是B的二次函数，意味着研发达到一定规模后边际收益递减。

π(T=20)π(T=10)TCB10B20B图中π和TC为B的函数，两个权利期限假定为T=10年和T=20年。发明者将选择π和TC之间最大的直线距离，来确定B的价值。如果T=10年，那么发明者选择的节约成本的数量为，如果期限T=20年，那么将选择更大的发明（2）最优专利期限的决定

DC1P1P0ⅠⅡ发明的规模与专利期限T正相关，在专利期限内，发明的收益为矩形的面积Ⅰ。矩形的面积Ⅰ代表资源的节约，是通过发明及其专利保护取得的。而在专利终止后，价格跌至,产量增加到，收益为两块的面积Ⅰ和Ⅱ（社会福利净损失的部分转化成消费者剩余）。当T增加，成本下降，将增加Ⅰ的面积，但面积Ⅱ也会扩大（当期社会净损失）。关键是确定T,使得社会福利最大化。

当然,各国的专利期限并不是通过模型求解出来的。例如，美国赋予发明专利17年的保护期。那么这个17年期限是怎样确定的呢？美国第一部专利法是由托马斯.杰斐逊编撰并于1790年国会通过的除宪法外的第一部法律。美国第一个专利在专利法颁布的当年授予了萨缪尔.霍普金斯的发明——用碳酸钾生产肥料、肥皂等产品的发明。在美国获得专利最多的是托马斯.爱迪生，共获1093项

美国将发明专利的保护期确定为17年。

17年是怎样确定的？一般一个学徒期大致为7年，据此有的国会议院提出发明专利期限应为2个学徒期，即14年。而有的议院提出应在2个学徒期再加7年（即21年）。针对这2种议案，美国国会折衷为17年。这就是17年期限的由来。

美国自1995年6月8日及之后提出申请的发明专利和植物专利，专利保护期为自实际申请日起算20年；外观设计的专利保护期为专利授权日起算14年。

中华人民共和国专利法（2008修正）第二条本法所称的发明创造是指发明、实用新型和外观设计。发明，是指对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案。实用新型，是指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。外观设计，是指对产品的形状、图案或者其结合以及色彩与形状、图案的结合所作出的富有美感并适于工业应用的新设计。中华人民共和国专利法（2008修正）第四十二条发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权和外观设计专利权的期限为十年，均自申请日起计算。模仿与外溢

专利是赋予发明者专享发明创造的一种垄断权，但在现实经济中，专利的保护程度并不是充分有效的，其它厂商的模仿很难避免。根据曼斯费尔德等人的研究（Mansfield，1981），样本中60%的发明专利在4年之内被其它企业模仿。模仿的成本只有开发成本的65%。

根据1993年1月18日《商业周刊》的一篇文章，印度所有软件中80%以上是通过非法复制获得的。专利提升模仿成本：

专利可提高模仿成本，在最低限度上，专利可以延迟模仿产品进入市场的时间。在Mansfield的1982年论文中披露，在被调查的48家企业中，由于专利而引起的模仿成本为：总体上升11%，其中，处方药上升30%，化学品上升10%，电子产品和机器上升7%。

新技术扩散的S型曲线

Mansfield在1961年的一项研究成果中，通过对美国煤炭、钢铁、酿酒和铁路四个行业中12项技术的研究，描述了技术扩散的S型曲线。如下图：采用新技术企业的比重%时间100%

S型曲线的含义:

在新发明应用初期，其它厂商不能断定它的价值，因而，是否模仿采取观望态度；随着新发明在应用中的成功，扩散速度加快；到后期，随着应用该发明的企业数目的增多，未使用该技术企业数目的减少，扩散速度将处于停滞状态。关于经济增长与增长方式

改革开放30年来年均经济增长接近10%其中：1992—1996连续5年超过10%

2003—2007连续5年超过10%按主流经济增长模型难以解释。经济增长模型中的长期增长因素哈罗德-多马经济增长模型:资本积累索洛新古典增长模型:劳动力增加(包括劳动力素质);技术进步卢卡斯的内生增长模型:人力资本积累;技术进步前期改革开放过程中的高速经济增长被认为是要素扩张型经济增长。中国正致力于发展方式的转变投资扩张型——技术进步型中国是否能够实现增长方式的转变？增长方式转变后的增长是否长期可持续？英国200年经济增长的要素贡献（1761—1960）时期增长率资本贡献率劳动贡献率技术贡献率1761-17800.9344.2735.8119.931781-18001.6579.9620.040.001801-18301.8560.2935.034.681831-18401.8782.2617.740.001841-18501.9726.841.4971.661851-18602.1674.1014.5711.341861-18701.7815.0319.1065.871871-18801.3246.9130.3022.791881-18901.8915.3716.8767.761891-19002.0941.6118.3540.041901-19101.1470.9929.010.001913-1920-0.01---1921-19302.4627.977.3064.731931-19382.9027.945.9066.171947-19501.5575.628.8515.531951-19602.3775.627.7216.66法国145年经济增长的要素贡献（1855—2000）时期经济增长率人口增长率人口效应贡献率技术效应贡献率时期经济增长率人口增长率人口效应贡献率技术效应贡献率1855-18603.350.7323.4676.541930-1935-1.89-1.2164.2235.781860-18650.720.74102.61-2.611935-1940-0.670.21-28.60128.601865-1870-0.290.42-125.51225.511940-1945-9.220.30-1.55101.551870-18753.300.4515.2184.791945-195016.63-0.91-12.33112.331875-1880-0.480.49-87.07187.071950-19554.45-0.63-19.70119.701880-18851.160.5245.3954.611955-19604.680.297.6292.381885-18901.631.1972.4427.561960-19655.780.235.1894.821890-18951.621.3985.1814.821965-19705.350.378.5791.431895-19002.530.9839.4460.561970-19753.371.0933.8466.161900-19050.270.81347.44-247.441975-19803.080.4616.2783.731905-19100.650.78121.10-21.101980-19851.52-0.88-76.19176.191910-19151.47-0.02-1.49101.491985-19903.19-0.75-31.86131.861915-1920-0.870.15-15.71115.711990-19951.311.46112.28-12.281920-19256.10-0.42-9.77109.771995-20002.891.5353.0546.951925-19302.190.209.7690.241855-2000————34.0565.95美国160年经济增长的要素贡献（1840—2000）年份经济产出增长率劳动贡献%土地贡献%资本贡献%全要素生产率贡献%1840-18505.43%53.74%8.11%23.83%14.32%1850-18605.15%43.92%12.42%28.92%14.74%1860-18702.79%41.35%7.48%27.87%23.30%1870-18805.40%45.15%6.68%17.12%31.05%1880-18904.38%48.11%10.10%34.34%7.45%1890-19003.44%49.22%13.27%25.59%11.93%1900-19104.74%32.55%9.17%25.02%33.26%1910-19202.70%40.22%2.57%28.24%28.97%1920-19304.42%26.35%3.84%16.77%53.04%1930-19400.60%84.00%-8.71%37.33%-12.62%1940-19504.34%26.51%0.00%14.88%58.61%1950-19603.07%45.12%3.34%21.14%30.40%1960-19704.65%28.78%0.00%19.91%51.31%1970-19803.56%58.93%0.00%25.46%15.61%1980-19903.55%37.28%0.00%19.99%42.74%1990-20003.56%25.67%0.00%44.63%29.70%日本120年经济增长的要素贡献（1888—2007）GYEK（%）EL（%