摘要：以一个上游企业和两个下游企业构成的二级产业链为研究对象，讨论了价格机制和水平溢出对下游企业研发产出及上、下游企业利润的影响。研究结果表明：当下游企业选择独立研发或合作研发时，水平溢出对下游企业研发产出以及上、下游企业利润的影响存在显著差异，而且这种影响不会因为上、下游企业之间价格机制的改变而变化；在两种价格机制和两种研发策略的策略组合中，最优共赢策略是下游企业与上游企业采取固定价格机制，并与其他下游企业进行合作研发。在这种策略下，下游企业的研发产出以及上、下游企业的利润都会随着水平溢出效应的增加而不断增加。
关键词：二级产业链；合作研发；水平溢出；价格机制
中图分类号：F273.1文献标识码：A文章编号：1001-8409（2014）05-0130-05
1文献回顾
合作研发是企业之间通过签订协议或相互参股等方式，以实现彼此之间的资源共享和优势资源互补，从而提升研发创新效率的有效途径，可以帮助企业降低研发成本，增加研发收益，增强企业核心竞争力，因此，在过去几十年中企业之间合作研发增长迅速，为了探索企业之间研发合作的成因、途径及带来的影响，学者们围绕企业之间的横向、纵向合作研发开展了广泛研究，取得了丰富的研究成果。一方面，针对横向合作研发，国内外学者以D’aspremont 和Jacquemin[1]、Kamien等[2]的开创性研究为基础，分别讨论了投资溢出、研发溢出等因素对研发投资、产量、价格和社会福利的影响（Qiu，Gersbach和Schmutzler，李忠和陈继祥）[3～5]，研究证实在考虑溢出效应时，企业间的合作研发可以降低单位产品成本、增加企业利润并刺激企业增加研发投资。因此，知识溢出会正向影响企业创新的倾向以及参加与外部组织合作研发的可能性（Angeles和Marta等）[6]，并对中小企业参与合作研发的决策产生积极作用，且对小型企业的影响比中型企业更大（Chun和Mun）[7]。此外，李纲和刘益等在考虑溢出效应的同时，引入了吸收能力，指出双寡头企业在研发竞争和研发合作两种情形下的有效成本降低、研发总成本、产量和利润的大小由寡头企业的溢出效应和吸收能力共同决定[8]；方海燕和达庆利引入了产品差分的概念，讨论了研发成果溢出、产品差分和R&D效率对企业研发策略的影响[9]；戴菊贵和王伟则进一步详细分析了产品差分对研发投入和企业利润的影响，研究发现：在合作研发条件下，企业的研发投入随产品差分度而递增，产品差分度越低，研发溢出效应越大[10]；孙晓华和郑辉[11]则扩展了D’Aspremont和Jacquemin的两阶段双寡头模型，构建了纳入水平溢出和垂直溢出的三阶段古诺竞争博弈模型，研究发现在研发合作策略下，垂直溢出的提高会刺激企业增加研发投资，且当垂直溢出水平较低或较高时，企业分别选择垂直合作、混合合作能够实现研发投入的最大化。另一方面，针对纵向合作研发，Banerjee和Lin以1个上游企业、N个下游企业构成的二级产业链为研究对象，讨论了上下游企业采取浮动价格或固定价格对下游企业研发产出的不利影响，并进行了对比分析[12]；随后，Akira建立了一个由两个上游供应商和两个下游制造商构成的纵向双寡头合作研发模型，讨论了当同时考虑横向溢出和纵向溢出时，纵向合作研发对上游企业研发投入和产出的影响[13]；孙国岩和林昶分析了下游制造商进行成本节约型研发合作时，上游供应商的价格策略[14]；Liao的研究表明：上下游企业采取固定价格机制比浮动价格机制更有助于激励下游企业管理者，并提升企业市场绩效[15]；Vasileios和Dusanee以Banerjee和Lin[11]的研究为基础，讨论了技术溢出对上下游企业投入产出效益的强化或弱化作用[16]；林立等主要关注了上游企业的定价机制和下游企业的产品差异性两个因素对下游企业合作研发的影响，并对比分析了采取固定价格和浮动价格策略时上、下游企业的利润[17]；张汉江等通过对比分析合作研发的费用分担策略或纵向并购的一体化策略时上下游企业的个体效益与社会效益，指出与企业纵向合作研发和横向合作研发存在明显差异，前者的基本形式是费用分担，后者的基本形式是信息共享形式[18]；朱鑫榕[19]将水平溢出纳入二级产业链，讨论了不同价格机制下水平溢出对下游企业合作研发效果的影响。
回顾以往文献发现，学者们分别考虑了技术溢出、价格机制、吸收能力和产品差分等因素对企业研发策略的影响，较少关注技术溢出、价格机制对产业内企业研发策略的共同影响效果。因此，为了进一步探讨二级产业链中上下游企业分别采取浮动价格和固定价格两种价格机制时，下游企业水平溢出和研发策略对研发产出和企业利润的影响，本文以文献[6]的研究为基础，结合其他学者们的研究，讨论了二级产业链中，在固定价格机制或浮动价格机制下，下游企业分别采取独立研发或合作研发策略时，水平溢出对下游企业研发产出以及上、下游企业利润的影响；并通过对比分析发现，在两种价格机制、两种研发选择组成的4种策略中，最优共赢策略是下游企业与上游企业采取固定价格机制，并与其他下游企业进行合作研发。
2研究假设
假设1：在二级产业链中，有1个上游企业U和2个下游企业Dj（j=1，2）。上游企业U以单位产品生产成本cu将初级产品加工成中间产品，并以价格Pu销售给下游企业；下游企业从上游企业处购买中间产品后，以单位产品生产成本Cd生产终端产品，并通过古诺竞争以价格pd销售给最终消费者。
假设2：下游企业每生产1单位终端产品必须且只需要1单位中间产品，即在这个二级产业链中上、下游企业的总产出相等。下游企业i的产量为qi，逆需求函数为Pd=a-bQd，其中，a和b为常数且满足a>0，b>0，Qd=（qi+qj）（i≠j）。考虑到b的取值并不会影响最终的研究结论，在下文中令b=1以简化运算过程。
假设3：下游企业研发成本函数为yi=rx2ii=1，2，即下游企业投入rx2i研发成本，单位产品生产成本降低xi，其中，r表示研发难度系数，大小反映了同等研发投入规模降低单位产品成本的差异。 假设4：下游企业的研发投资会产生水平溢出，即下游企业Di投入rx2i研发成本，不仅能使自身单位产品生产成本降低xi，还会通过水平溢出使得下游企业Dji≠j单位产品生产成本降低βxi，其中β表示水平溢出的大小，且满足0≤β≤1。
根据图1至图3，基于两种价格机制的不同研发策略对比可以得出如下命题或推论：
命题1：在下游企业选择独立研发时，无论上下游企业之间采取何种价格机制，随着水平溢出的增加，上、下游企业的利润均呈现先增加后减少的变化，即上、下游企业利润是水平溢出的凸函数。随着水平溢出的增加，下游企业研发产出不断降低，即水平溢出会对下游企业的研发产出产生负向影响。
命题1说明，下游企业的独立研发能够提升下游企业自身利润，由于水平溢出效应，某个下游企业的研发成果能够较容易被另一个下游企业获取，并从中直接获利，这也会提升竞争对手的利润。但随着水平溢出的增加，某个下游企业的研发成果越来越容易被另一个下游企业无偿占有，此时下游企业会倾向于利用对方研发成果以增加利润，而不是主动进行研发投入，水平溢出的增加进一步降低下游企业研发投入的规模，并最终造成对上、下游企业利润的负向影响。
命题2：在下游企业选择合作研发时，无论上下游企业之间采取何种价格机制，随着水平溢出的增加，上游企业研发产出和上、下游企业的利润都会随之增加，即上、下游企业利润是水平溢出系数的增函数。
命题2说明，由于水平溢出，下游企业之间能够通过合作研发更好地分享稀缺资源和研发成果，从而增加了彼此的利润。而且，由于水平溢出越高，下游企业之间越容易实现稀缺资源的互补和研发成果的共享，水平溢出研发产出、利润的正向效应越显著，这会刺激下游企业进一步增加研发投入，并由此进一步增加企业利润。总之，水平溢出会对上下游企业研发产出，以及上、下游企业利润产生正向影响。
根据命题1和命题2，可以得出推论1。
推论1：水平溢出对上、下游企业的利润以及下游企业研发产业的影响，只与企业采取独立研发或合作研发的策略密切相关，与上、下游企业之间采取何种价格机制无关。
命题3：当0≤β≤1，下游企业与上游企业签订固定价格机制，并与其他下游企业之间进行合作研发时能最大化自身利润。
命题4：当β≤β*，下游企业与上游企业签订浮动价格机制，并采取独立研发策略时，上游企业获得的利润最多；当β>β*，下游企业与上游企业签订固定价格机制，并与其他下游企业之间进行合作研发时，上游企业获得的利润最多。
根据命题3和命题4可知，当β>β*时，下游企业与上游企业签订固定价格机制，并与其他下游企业之间进行合作研发，上、下游企业都能够实现利润最大化，实现共赢；当β≤β*时，由于下游企业掌握着选择合作研发或独立研发策略的主动权，而且此时无论上下游企业之间采取何种价格机制，下游企业选择合作研发的利润都大于独立研发的利润（πcd1>πnd1，πcd2>πnd2），所以下游企业一定会选择合作研发策略。进一步分析，在选择合作研发策略之后，下游企业与上游企业谈判并签订浮动价格机制或固定价格机制，而此时相比于浮动价格机制，固定价格机制对上、下游企业更有利（πcd2>πcd1，πcu2>πcu1），所以，上、下游企业会最终签订固定价格机制。因此，当β≤β*时，下游企业之间采取合作研发策略，并与上游企业之间签订固定价格机制时，有助于帮助上、下游企业获取最大利润。
由此，综合命题2、3、4，可以得出推论2。
推论2：无论β>β*或β≤β*，下游企业与上游企业签订固定价格机制，并与其他下游企业进行合作研发，能够实现上下游企业共赢，是最优决策。在这种策略下，随着水平溢出的增加，下游企业的研发产出以及上、下游企业的利润都会随之增加。
6结论
将水平溢出纳入到由1个上游企业和2个下游企业构成的二级产业链中，讨论了2种价格机制、2种研发策略组成的4种情景下，水平溢出对下游企业的研发产出以及对上、下游企业利润的影响。研究结果表明：（1）水平溢出对下游企业研发产业以及对上、下游企业的利润的影响，只与企业采取独立研发或合作研发的策略密切相关，与上、下游企业之间采取何种价格机制无关。具体而言，在下游企业选择独立研发时，随着水平溢出的增加，上、下游企业的利润均呈现先增加后减少的变化，下游企业的研发产出则会随着水平溢出的增加而减少；在下游企业选择合作研发时，随着水平溢出的增加，上游企业研发产出和上、下游企业的利润都会随之增加。（2）在两种价格机制和两种研发策略的策略组合中，最优共赢策略是下游企业与上游企业采取固定价格机制，并与其他下游企业进行合作研发。在这种策略下，下游企业的研发产出以及上、下游企业的利润都会随着水平溢出系数的增加而不断增加。
本文研究存在一些局限性，只考虑了二级产业链中下游企业的研发投资和研发策略，同时为了方便模型构建，假设下游企业生产的产品是同质的并进行古诺竞争，因此，未来研究需要进一步探讨在下游企业产品非同质时，水平溢出对上、下游企业之间研发合作的影响。
参考文献：
[1]D’ Aspremont C，Jacquemin A.Cooperative and no Cooperative R &D in Duopoly with Spillovers[J].American Economic Review，1988 （78）：1133-1137.
[2]Kamien L M，Muller E，Zang L.Research Joint Ventures and R&D Cartels[J].American Economic Review，1992，82（5）：1293-1306.
[3]Qiu L.On the Dynamic Efficiency of Bertrand and Cournot Equilibrium[J].Journal of Economic Theory，1997（75）：213-229. [4]Gersbach H and Schmutzler A.External Spillovers，Internal Spillovers and the Geography of Production and innovation [J].Regional Science and Urban Economics，1999（29）：679-696.
[5]李忠和陈继祥.存在成果溢出和投资溢出下的研发组织分析[J].系统工程理论方法应用，2003，12（2）：116-119.
[6]Angeles Montoro-Sanchez，Marta Ortiz-de-Urbina-Criado and Eva M Mora-Valentn.Effects of Knowledge Spillovers on Innovation and Collaboration in Science and Technology Parks[J].Journal of Knowledge Management，2011，15（6）：948-970.
[7]Chun Hyunbae and Mun Sung-Bae.Determinants of R&D Cooperation in Small and Medium-sized Enterprises[J].Small Business Economics，2012，39（2）：419-436.
[8]李纲，刘益，廖貅武.基于吸收能力和知识溢出的合作研发模型[J].系统工程，2007，25（12）：70-74.
[9]方海燕和达庆利.基于产品差异化的企业战略联盟形式选择[J].软科学，2009，23（7）：61-67.
[10]戴菊贵和王伟.基于产品差分、合作研发的古诺竞争与伯川德竞争均衡效率比较分析[J].软科学，2012，26（9）：20-23.
[11]孙晓华和郑辉.水平溢出、垂直溢出与合作研发[J].系统工程学报，2012，27（l）：79-87.
[12]Banerjee S and Lin P.Downstream R&D，Raising Rivals.costs，and Input Price Contracts[J].International Journal of Industrial Organization，2003，21 （1）：79-96.
[13]Akira Ishii.Cooperative R&D between Vertically Related Firms with Spillovers[J].International Journal of Industrial Organization，2004，22（8/9）：1213-1235.
[14]孙国岩和林昶.游制造商R&D存在溢出效应时供应商的价格策略研究[J].科技进步与对策，2008，25（2）：23-26.
[15]Liao P C.Input Price Contracts and Strategic Delegation with Downstream Duopoly[J].Academia Economic Papers，2008，36（4）：387-404.
[16]Vasileios Zikos and Dusanee Kesavayuth.Downstream R&D，Raising Rival′s Costs，and Input-price Contracts：a Comment on the Role of spillovers[J].Economics Bulletin，2010，30（4）：3018-3025.
[17]林立，陈宇科，孟卫东.基于定价机制和产品差异的下游企业研发策略[J].系统工程，2010，28（8）：102-104.
[18]张汉江，程凡[，罗端红.上下游企业研发费用分担与一体化的比较分析[J].系统工程，2012，30（6）：36-42.
[19]朱鑫榕.考虑水乎溢出时下游企业合作研发的价格策略分析[J].经济问题，2013（11）：100-103.
