双不对称下的技术创新竞争决策1【精品论文大全】 .doc

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1、精品论文推荐双不对称下的技术创新竞争决策1邓光军，曾勇 电子科技大学管理学院，四川成都 (610054) E-mail：摘要：不同创新产品或技术的出现顺序会受到自身投资成本、质量（技术）水平以及外部 市场偏好的影响。本文通过考虑创新投资成本、质量（技术）水平、市场偏好等因素构建实物期权投资决策模型，研究了创新成本和质量水平都不对称的企业间的竞争决策和合作决 策。研究结果表明，无论高成本的高质量企业还是低成本的低质量企业成为领先者，（1）企业间产品质量差距越大，两竞争企业的投资时间间隔越小，市场偏好越高，两企业投资时间 间隔越长；（2）企业间合作的结果永远是低质量企业先投资，高质量企业后投资，而

2、且，竞争和合作投资两种情况下的同质量产品出现的时间差距随着成本差距的增大而增大，随着质 量差距的增大而缩小，随着市场偏好的增大而增大。关键词：技术创新；实物期权；博弈均衡；合作创新 中图分类号：F830.59，F406.71.引言不同创新产品或技术的出现顺序会受到自身投资成本、质量（技术）水平以及外部市场 偏好的影响。例如，上世纪 80 年代后期，当城市普遍用彩电的时候，黑白电视机却在中国 农村受到欢迎。更近一点且有争议的例子是中国电信推出的小灵通（Personal Access Phone System，PAS）。1997 年 12 月，无线市话小灵通业务首次在我国浙江余杭出现，随后在我国

3、多个城市的发展呈燎原之势。反对者认为，在已有两代和两代半移动通信技术并即将进入3G 时代的情况下，中国引入日本过时的技术，这在资源上是一种浪费1。而支持者认为，“市 场决定一切，需求决定供给”，小灵通“无线享受，有线付费”迎合了只需在本地漫游的广大 低收入消费者的需求；而且对日本 PHS（Personal Handy-phone System）经过改造后产生的 PAS 极大降低了运营商的运营成本，同时，小灵通业务不菲的经营业绩证明应该采用小灵通 技术。两方的争议在一定程度上影响了国家政策的出台。2000 年 5 月，国家出台了暂停小 灵通业务和对其进行调查的文件，但一个月后，信息产业部（200

4、0）604 号文件批准小灵通 业务正式在中国运营2。纵观小灵通近 10 年的发展，小灵通在不同地区和国家发展状况存 在差异。小灵通业务在中国欠发达地区和中小城市发展顺利，而在北京、上海和武汉等发达 大城市的进展曾一度受阻。1998 年小灵通在日本开始逐渐衰落，然而，在越南、印度、孟 加拉等地区，小灵通发展良好3。根据小灵通在不同地区和不同市场以及不同时间的发展状 况可知，质量差距、成本差距和市场偏好影响了小灵通的生存2。1 本课题得到国家自然科学基金（项目编号：70272001）、高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20040614016）、教育部“新世纪优秀人才支持计划”（项目编号：教

5、技函200535 号）项目的资助。2 小灵通能够在市场上占有一席之地的原因在于，小灵通技术同两代或两代半移动通信技术之间存在着垂 直差异。换句话说，两代或两代半移动通信技术与小灵通的技术水平存在差异，如果两代或两代半移动 通信技术与小灵通的使用成本相同，那么所有消费者都会使用高质量的两代或两代半移动通信技术。反 之，消费者仅面对两代或两代半移动通信技术时，不同质量偏好类型的消费者对它们的评价不一样：偏 好高质量的消费者评价高且愿意支付高使用成本，偏好低质量的消费者则相反。在本文中，决定消费者 偏好高低的是不同水平技术之间的可替代性和消费者的收入水平。由于市场竞争的存在，不同技术的使 用成本不同

6、导致不同收入水平的消费者采用不同的技术，最终消费者的偏好表现在对不同技术（质量） 的偏好。 本文的市场偏好在第二节中定义，指市场中最低的消费者质量偏好。-1-从技术创新角度对类似电视机、小灵通现象的解释必须深入到市场结构和创新活动的性质中去，正如 Dasgupta & Stiglitz（1980）强调的那样4，市场结构和创新活动的性质都是内 生的，创新速度必须追溯到更加基本的因素，如需求环境、研发技术以及资本市场的性质等。 那么，在技术创新投资中，质量差距、成本差距、市场偏好是如何影响不同水平技术采用时 机的？这些因素对竞争双方的均衡策略有何影响？政府应如何引导技术创新？鉴于这些问 题，本文通

7、过考虑市场偏好、技术或质量水平、成本等因素，构建实物期权投资决策模型， 对成本和质量都不对称的两企业的技术创新投资的竞争均衡策略、合作策略、竞争投资时间 间隔和合作与竞争在促进技术创新时机的差异进行分析，以此揭示技术变迁的内在规律。-2-在研究企业投资竞争的实物期权文献中，仅从对称和非对称竞争划分，Grenadie（r1996）考察了对称企业进行房地产开发的竞争策略和投资时间间隔问题5，Weeds（2002）研究了 对称企业单阶段研发竞争的交互行为6；在非对称竞争方面，Huisman et al.（2001）研究了 投资成本存在差异的两企业间技术采纳的问题7，夏晖和曾勇（2005）着重考察了投

8、资成本 存在差异的两竞争企业间的序贯、抢先和同时均衡以及技术采纳的时间间隔问题8。在非对 称竞争文献中，竞争企业间在只存在一种非对称因素情况下，竞争结果永远是单方面存在优 势的企业在竞争中作领先者，这与现实存在差距。本文与已有研究不同之处在于，本文同时考虑了成本和质量的不对称，而且采用包含市 场偏好、质量差距的具体需求函数，综合考察市场偏好、质量差距和成本差距对两竞争企业 投资时间间隔的影响。Grenadier（1996）、Huisman et al.（2001）以及夏晖和曾勇（2005） 都仅用一个抽象的市场需求函数来描述市场结构，因而无法深入地描述市场偏好、质量差距 对竞争企业投资决策行为

9、和投资时机的影响3。本文研究结果表明，在类似小灵通和第二代、第三代移动通信等不同水平的技术竞争过 程中，在一定的市场偏好和质量差距条件下，即使存在一定的成本差距，为了获得尽可能长 时间的完全垄断收益，无论是高成本的高质量企业还是低成本的低质量企业都存在成为领先 者的可能。在投资时间间隔方面，因为较高的市场偏好会激励竞争企业尽早投资以获得一段 时间的完全垄断收益，所以市场偏好越高两企业投资时间间隔越长。在产品差异化的竞争中， 较高的质量差距会增大两企业的寡头垄断收益，从而会削弱竞争企业在产品市场中的竞争强 度，因而，企业间产品质量差距越大，两企业的投资时间间隔越小。在企业合作投资中，仿佛存在一个

10、以两个企业总价值最大化为决策准则的“中央计划” 机构，它最优地安排企业的投资顺序和时机。研究结果表明，由于质量高低决定了市场收益， 为了最大限度榨取市场收益，企业间合作的结果总是低质量企业先投资，高质量企业后投资； 且合作情况下低质量企业先投资的时机和高质量企业后投资的时机都分别落后于竞争情况 下领导者投资时机和追随者的投资时机。本文以下内容安排是，首先在第二节采用 Shaked & Sutton（1982）、Tirole（1988）和 Rosenkranz（1995）市场偏好模型得到具有不同技术水平或质量的两企业的完全垄断收益和 寡头垄断收益9，10，11，在此基础上加入市场不确定性。然后，

11、在第三节构建企业非合作竞 争模型和合作投资决策模型，并对竞争均衡进行分析。第四节，对竞争企业间的投资时间间3 在他们的研究中，如 Grenadier（1996），竞争者面临的市场需求函数为 D()，通过对 D()简单地直接赋 不同的值表示完全垄断、寡头垄断时竞争者收益的变化。如 D(1)表示完全垄断收益，D(2)表示寡头垄断 收益。Huisman et al.（2001）、夏晖和曾勇（2005）均采用 D00、D01 和 D10、D11 分别表示两企业经营现 有技术得到的寡头垄断收益、率先采用新技术得到的完全垄断收益和都采用新技术得到的寡头垄断收 益。隔，以及非合作和合作两种情况下相同技术的投

12、资时机进行比较。第五节是全文总结。2.模型框架与假设假设市场上存在两个企业，不失一般性，根据市场需求分别选择投资高质量技术（产品） 和低质量技术（产品），选择高水平技术（产品）的企业称为高质量企业，表示为 h，选择 低水平技术（产品）的企业称为低质量企业，表示为 l。为了表述方便，文中技术或产品统 称为产品，企业集合 i = h，l ，所有变量下标表示不同类型的企业，i-表示 i 的竞争者， 如 i = h，则 i- = l。高质量企业和低质量企业在市场上进行 Bertrand 式的价格竞争，根据 Tirole（1989）在 Shaked & Sutton（1982）模型基础上简化的模型4，以

13、及 Rosenkranz（1995）的模型，假设 低质量和高质量企业开发产品的质量分别为 S 和 S， 1。虽然 为高质量产品相对于低 质量产品的质量倍数，但为了表述方便，文中把 称为两产品的质量差距。产品的需求会受 到市场消费者偏好的影响，假设消费者的效用为 u：u = q P（1） 其中，q 为产品质量水平，q = S， S ，P 为产品价格。 为消费者质量偏好类型，是一个把 q 转化为可以通过货币来衡量的转换因子，质量偏好越高则 越大。 式（1）的经济含义是：根据自己的质量偏好类型 ，消费者把质量水平为 q 的产品转化为可用货币衡量的最大支付意愿（保留价格） q，再根据厂商制定的价格 P

14、 来确定自己 能够得到的以货币衡量的效用。例如，市场上的手机移动通信技术是高质量产品，在 P 相 同的情况下，对于任何质量偏好类型 的消费者都愿意拥有移动手机。反之，当消费者仅 面对质量为 q 的技术时，由于消费者的质量偏好类型 不同，所以偏好高质量的消费者的最大支付意愿高于偏好低质量消费者的最大支付意愿。另外，在垂直产品差异化竞争情况下，一个产品相对于另一个产品的质量越高，它的价格 P 也越高，即消费者使用的成本越高。 小灵通是一个低质量的产品，但它是一个低使用成本的产品。因此，对于广大低质量偏好类 型的用户，综合比较质量和价格（成本）之后会选择小灵通。假设市场上所有消费者的偏好类型 从低到

15、高在b，b + 1上服从均匀分布，其中，b 是消费者的最低偏好类型，0 b 1，本文直接把它定义为市场偏好，因为由它决定了整个 市场上消费者的偏好分布范围。市场上的消费者在消费时只有两种选择，或者高质量产品， 或者低质量产品。根据两企业对其产品的定价，市场上存在一个消费两种产品获得的效用都 一样的无差异消费者，该消费者把整个市场分为两部分：低端消费市场和高端消费市场5。 根据本文研究的目的，令整个市场的需求为 1，假设企业的生产（运营）成本为 06，对 Rosenkranz（1995）的模型稍做调整和整理，可得到两企业在寡头垄断和完全垄断市场条件 下产品价格和企业的收益，其完整结果由引理 1

16、得到。引理 1：1）两寡头垄断市场条件下，无差异消费者类型为：* = ( Ph Pl ) / ( 1 ) S（2）-37-其中， Ph = (b + 2)( 1)S3 ， Pl = (1 b)( 1)S3 ，Ph 为高质量产品价格，Pl 为低质量产4 见 Tirol（1988）中译本产业组织理论121 页。5 无差异消费者类型 *：* Sh Ph = * Sl Pl 。6 在移动通信市场，一方面，各运营商的基础设施投资成本在其所有成本中占有相当大比例，而运营成本 的比例很小；另一方面，各运营商的单位运营成本基本相同，且随着消费者人数的增加趋于 0。品价格。2）厂商面对的市场需求函数：P PD

17、(P , P ) = h l b（3）lhl( 1)SP PD (P , P ) = (b + 1) h l （4）hhl( 1)S在两寡头垄断市场条件下，为了保证市场上最低偏好的消费者愿意购买低质量产品，产 品质量的差距需满足条件：+11 3b（5） 1 b3）两寡头垄断市场条件下，两企业的垄断利润流为： D(1 b) 2 l =iD = ( 1)S92（6） D = (b + 2)( 1)Sh94）只有一个企业存在市场的情况下，垄断价格和垄断利润流为： lP M= b + 1 SM =2+（7）piP M = b1 S h2i2M(b + 1) 2 l=SM = 4（8） M h= (b

18、+ 1) S4根据引理 1，可以得到引理 2（证明见本文附录）。引理 2： M D ， M D 。hhll为了后文研究以两企业总价值最大化为决策目标的序列投资问题，有引理 3（证明见附 录）。l*3b*3b引理 3 ： D M+ D 0 ；存 在一 个 bl ， 当 b bl 且 l + 1 0 。llh引理 3 隐含的意思是，要实现两企业总价值最大化，应满足合作后两企业的总收益大于 企业单独投资获得的完全垄断收益。两企业在市场上的收益会随着时间的变化受到外界诸如宏观经济因素、产业政策或新增 的消费者人数等不确定环境因素 Yt 的冲击而发生波动，本文把 Yt 称作市场不确定性。采用 Grena

19、dier（1996）和 Huisman et al.（2001）类似的方法，在市场不确定和寡头垄断条件下两 企业的收益为7：iti D = D Y（9）7 在本文中，式（3）和（4）表示两企业的需求曲线。Grenadier（1996）和 Huisman 等（2001）在刻画企 业收益随着外界因素 Yt 的冲击时，直接把收益表示为：Yt D ( )，D 表示市场需求。Yt 在此最直观的经济意义是 t 时新增的消费者人数。i完全垄断市场上企业的收益为：其中，Yt 服从几何布朗过程： M = M Y（10）itdYt = Yt dt + Yt dz其中， 为漂移率， 为标准偏差， 和 是常数，dz

20、是标准 Wiener 过程增量。两企业的投资成本满足下式：（11）Kh = cK l（12）其中，c 为成本差距，表示高质量产品的开发成本相对于低质量产品的差距，c 0。注意， 虽然本文称高质量企业是“高”成本，但并没有限制 c 不可以小于 1。由于是两个企业竞争，因此，可能存在完全垄断者（Monopoly），领先（投资）者（Leader）， 追随（投资）者（Follower），同时投资（Simultaneous Investors），合作投资者（Cooperated Investors），文中各变量的上标 M、L、F、s 和 L + F 分别表示企业的不同角色。最后，假设对任一企业， E e

21、 ( )Y dt K 0 ，其中， = , ，r 为折现 -rt *(* )MD0 0itiiii率，即在初始时刻，期望收益小于投资成本，两企业都处于不投资状态；且投资不可逆。基于以上假设，下面本文分别对企业的竞争均衡条件、投资时间间隔进行分析。3.企业投资决策本节主要分析和得到：1）不完全竞争条件下领先者和追随者的价值、投资临界值以及 竞争均衡条件；2）合作序列投资中两企业先后投资的价值和投资临界值。3.1竞争决策及其均衡3.1.1竞争决策 在非合作的竞争决策中，首先要求解追随者投资的价值，然后再求解领先者投资价值。在领先者已经投资的情况下，追随者投资后只能得到寡头垄断收益。根据相应的贝尔曼

22、方程F并求解得到追随者的价值为（求解过程见 Dixit & Pindyck（1994）12）：i A F Y 0Y Y FF i Vi (Y ) = DY r K iY Yi（13）i2其中， A F Di0= i Y F1 0 ， = 0.5 +2 0.5 + 2ri22，追随者的投资临界值为： 0 (r )YF = 0 0 1 (r )K iDi（14）i领先者的价值为（推导见附录）： i Y( i i )F = Y F MMD 0i YKY YL= r r i Y F ii Vi (Y )i DY r K i i Y Y F（15）i 注意，此处的Y F 是追随者的投资门槛值。领先者在进

23、行投资时一方面追求尽可能长的完全垄断收益，同时要考虑追随者投资对其企业价值的负面影响。式（15）第一行第一项是领先者抢先投资所得到的完全垄断收益，第 二项是受到追随者可能投资的负面影响导致领先者获得的垄断收益减少程度。第二行表示i YY Y F 时追随者也会投资，这时领先者只能得到寡头垄断收益。如果领先者在竞争中具有绝对优势，有能力选择其最优的投资临界值，此时领先者投资临界值为8：iL = 0 0 1(r )K iMi（16）根据式（16）可知，Y L 实际上等于企业作为完全垄断者时的投资临界值Y M 。ii3.1.2竞争均衡分析由于两企业在质量和成本方面不对称，低质量企业可以以其低成本获得投

24、资时机优势， 高质量企业可以以高质量高收益来获得投资的时机优势，因此，两个企业都存在成为领先者 的可能。企业成为领先者分如下两种情况。第一种情况，企业 i 有动机成为领先者，同时，竞争对手没有动机成为领先者而甘当追 随者。即，Y 在一定区间内同时满足如下两式：R (Y ) = V L (Y ) V F (Y ) 0（17）iiiLFR-i (Y ) = Vi (Y ) Vi (Y ) 0（18）式（17）表示企业 i 成为领先者的价值要高于自身是追随者的价值，第二个式子表示企业i 的竞争对手其成为领先者的价值总是低于自身是追随者的价值，从而不愿成为领先者。在 满足一定的条件下9 ， V L (

25、Y ) 和 V F (Y ) 存在交点 Y P1 和 Y P 2 （ R (Y P1 ) = R (Y P 2 ) = 0 ），当ii P1 , P 2 iiiiiiY YiYi时 Ri (Y ) 0 ，其它 Ri (Y ) 0 ；但是，Y 0, ) 时，式（18）都必须成立。i因此，企业 i 能够选择最优投资时机T opt= inf (t|Y = Y L )进行投资。第二种情况，两企业都有动机成为领先者，即：R (Y ) = V L (Y ) V F (Y ) 0（19）iiiLFi Ri (Y ) = Vi (Y ) Vi (Y ) 0P1此时， Y Y P1 , Y P 2 时 R (Y

26、 ) 0 ，其它 R (Y ) 0 ；当 Y Y P1 , Y P 2 时 R（20）(Y ) 0 ，其iiiii i i P1它 Ri (Y ) 0 。因此，Yi和Y P1 小者所对应的企业成为领先者，大者对应的企业成为追随Y者。当 c 时：hhlh1）Y 0 时，V L (Y ) V F (Y ) ；h h2）且存在Y P1 和Y P 2 ，如果Y P1 Y V F (Y ) ，如果Y Y P 2 ，llV L (Y ) V F (Y ) 。llllllll（2）存在 c = min(c* , c* ) ，当 c c 时：lhll1）Y 0 时，V L (Y ) V F (Y ) ；ll2

27、）且存在Y P1 和Y P 2 ，如果Y P1 Y V F (Y ) ，如果Y Y P 2 ，hhV L (Y ) Y P1 ；LLP1（2） c cm , ) 时，存在Yl且Yl Yh 。m其中 c*= 1 z * ，cm* ， z* 0, z ， z* 由式（23）确定。z * M 0 z * ( M D ) D 0 1 ( 1) M 0 z * 0 D 0 = 0（23）0 l 0 h h l 0 l h1其中，= l( h ) l h M 0 zM DD 0hD 0 1 0 1。P1*定理 3：对高质量企业，存在 cn = max ( min ( ch，cn)，cl )，使得：nhh（

28、1） c (0, c 时，存在Y L且Y L Yl ；nhP1（2） c (c , ) 时，Y L Yl 。n其中 c * = z * ，cn* ， z * 0, z ，z*由式（24）确定。z * (1 ) M 0 z * ( M D ) D 0 1 ( 1) M 0 z * 0 D 0 = 0（24）0 h 0 l l h 0 h l其中， z = (1 ) h1lh( l ) 。 M 0 M DD 0lD 0 1 0 1根据定理 2、3 可得推论 1（证明见附录）。推论 1：cn cm。两企业间必定存在的竞争均衡类型有：当 c (0, cn 时，两企业的竞争均衡一定是高质 量企业占先的序

29、贯均衡；当 c cm , ) 时，两企业的竞争均衡一定是低质量企业占先的序贯 均衡；当 c (cn , cm ) 时，两企业的竞争均衡为抢先均衡。值得注意的是，在定理 1、2、3 中，首先，虽然本文以成本差距表示了竞争企业领先价值和追随价值关系的判定条件，但 cl、ch、cn 和 cm 最终是由质量差距、市场偏好和市场波动 率共同决定，质量差距、市场偏好和市场波动率如何对 cl、ch、cn 和 cm 产生影响，鉴于本文 研究目的，在此不再赘述。实际上，这些因素对 cl、ch、cn 和 cm 的间接影响在投资时间间隔 分析中有反映；其次，cl、ch、cn 和 cm 是判断成本差距和市场不确定性

30、Y 能否满足竞争企业 领先价值和追随价值大小关系的临界值。nm根据定理 1、2、3，图 1 给出了 cl c *现的均衡类型情况。 c * 和 cn* 条件的限制并不存在。11 合作序列投资和竞争决策模型在价值表达形式上是一样的，区别在于：前者由于是最优计划决策，所以 式（25）的第 2、3 行不但要满足价值匹配条件，还要满足平滑粘贴条件。而竞争决策中，式（15）的 1、2 行只满足价值匹配条件。C Y 0Y Y ii M YK Y 0L + F = i + i Vi r1 Y K iYi Y 0 时，投资时间间隔的期望 E( T )一定存在，根据 Grenadier（1997）的结论5，其值

31、为：i iE(T ) = ln(Y FY P ) ( 0.5 2 )（26）根据式（26），先得到序贯均衡中两企业投资时间间隔的变化规律，见定理 4（证明见 附录），然后通过数值分析得到抢先均衡中两企业投资时间间隔的变化规律。定理 4：在序贯均衡中：1）市场偏好和两企业质量差距固定的情况下，高质量企业占先时，高质量企业与低质 量企业的投资时间间隔随着成本差距的增加而缩小，而低质量企业占先时却相反；2）成本不变的情况下，两企业各自占先时，两企业的投资时间间隔随着产品质量差距 的扩大而缩小，随着市场偏好的提高而扩大。定理 4 的结果如图 2 所示。从定理 4 可知，在序贯均衡中，对于占先的高质量企

32、业，其 成本与低质量企业的差距越大，两者间的投资时间间隔越小，而对占先的低质量企业却相反。 其原因在于，在两企业质量差距固定的情况下，成本差距增大会减弱高质量企业高质量给其 带来的相对优势，相反会提高低质量企业的相对优势。UT 斯达康公司把日本 PHS 技术同固 话的程控交换技术融合产生了 PAS 技术，极大降低了小灵通入网和运营成本，促进了小灵 通在中国的推出。在产品质量差距方面，无论是高质量企业还是低质量企业先投资，两产品质量差距的扩 大都会促使追随者尽快投资。这是因为，在一个 Bertrand 式的价格竞争中，质量差距的扩大意味着两产品的差异化增大，从而两企业在产品市场上的竞争强度降低。

33、对低质量企业而言，质量差距的扩大不会改变其完全垄断收益，但会提高其寡头垄断收益。但是，对高质量企业 而言，质量差距的扩大会提高其完全垄断收益和寡头垄断收益。因此，在低质量企业占先的 序贯均衡区域内，时间间隔的缩短主要缘于高质量企业寡头垄断收益的提高。而在高质量企 业占先的序贯均衡区域内，时间间隔的缩小缘于：高质量企业完全垄断收益对低质量企业寡 头垄断收益提高的相对速度随着质量差距的扩大而逐渐变缓12。定理 4 关于市场偏好的结论隐含着这样的情况，如果低水平技术（质量）的企业具有综 合优势而领先于对手投资，市场偏好越大，低质量企业领先于竞争对手的时间越长。实际上， 无论是高质量企业还是低质量企业，先于竞争对手投资的目的是为了获得一段暂时的完全垄 断收益，这也正是激励企业创新的重要动力。市场整体偏好越高，综合优势强的企业领先对 手的时间越长。300200投资时间间隔 E(T)100c = 4.5150100