政产学研协同创新演化博弈分析及政策建议

陶永亮

(之江实验室， 杭州 311121)

产学研协同创新是现代国家创新体系中的重要组成部分，也是国家创新政策研究与实践的主要议题[1-2]。所谓产学研协同创新是合作各方以资源共享或优势互补为前提，以共同参与、共享成果、共担风险为准则，为共同完成技术创新活动所达成的分工协作的契约安排[3]。从这个意义上来说，博弈论无疑为产学研协同创新研究提供了一种绝佳的研究视角[4-6]。陈劲等[7]运用演化博弈理论和多智能体建模方法，分析了在不同的收益参数下合作系统的运行情况，研究发现演化博弈双方收益矩阵中参数的初始条件直接影响了局部渐进稳定点的形成。Fuentes和Dutrenit[8]将公共研究机构与产业之间的互动分为三个方面，包括合作的驱动力、互动渠道以及合作的收益，并探讨了他们之间的相互影响。王小杨等[9]通过引入外来惩罚机制研究发现，短期内惩罚可能带来收益上的减少，影响合作意愿；但是在长期的演化中，惩罚对产学研合作有相当大的促进作。戚湧、朱姝[10]将金融机构纳入产学研协同创新体系，研究发现金融机构介入能够有效提高中小企业协同创新的积极性。

值得指出的是，协同创新不仅仅是一个理论问题，更是一个政策问题，鉴于此，许多学者将政府纳入协同创新体系展开研究[11-13]。雷永、徐飞[14]认为政府补贴对于产学研联盟非常重要，并在未来进一步的研究方向中指出可以考虑将政府作为博弈一方纳入分析框架；李高扬、刘明广[3]认为我国政府在产学研协同创新中的作用并没有充分体现出来，但后续并未就此展开分析。这些研究虽然强调了政府在产学研协同创新中的作用，但却仅仅将政府作为一个独立于产学研协同创新系统、缺乏内在行为动机的外生变量，因而导致人们对政府在促进产学研协同创新中的作用机理与路径并不清楚。在为数不多的考察政府内在行为动机的协同创新分析框架中，往往将政府作为监管者来看待[15]。无可否认，政府的监管对于协同创新有着非常重要的影响，但是在协同创新体系建设的实践中，政府也是一个具有企业家精神的风险投资者，特别是对那些前期投入巨大而短期收益甚微的领域，政府投入起着非常重要的作用[16]。

基于上述认识，本文建立政产学研演化博弈模型，重点对以下问题作出回答：第一，政府参与构建协同创新体系的必要性何在，它又是通过何种路径推进协同创新体系建设的？第二，在协同创新体系各方博弈的过程中，政府、企业与高校院所各方如何决策，在不同的外部条件与初始条件下，最终会达到怎样的演化稳定策略？第三，如何采取有效措施，推动演化稳定策略从低水平不合作演化稳定策略向高水平合作共赢演化稳定策略转变？

1 政府参与协同创新的机理与路径

世界范围内产学研协同创新的大量成功经验表明，政府对于协同创新体系构建至关重要[17-18]。如硅谷虽然被认为是全球自由市场最发达的地区之一，但是通过对硅谷100多年来的发展史进行研究却发现：美国政府才是最大的风险投资者和最有影响力的战略师，政府通过直接采购高技术产品、降低风险投资税率、支持高校创业、鼓励高技术产业发展等，极大地促进了硅谷创新活动的展开。

政府参与构建产学研协同创新体系有其合理性与必要性，主要原因在于产学研协同创新过程中存在公共品投入不足、外部性和信息不对称等许多市场主体无法自发解决的问题。首先是公共物品的供给。创新活动本身具有前期投资规模大、配套设施供给不足等特点，特别是在一些关键核心技术领域，仅仅依靠市场主体推动创新将会步履维艰。其次是外部性。研发活动本身具有强大的溢出性，这使得许多自身没有从事研发的企业也可以分享研发带来的收益。再次是信息不对称。企业的需求和研发机构的专利技术成果不一定匹配，此外，很多研发机构在产学研协同合作的过程中，还不得不担心知识产权被盗取的道德风险问题。

政府参与协同创新的典型做法是集中力量构建协同创新的平台，有三个层面的含义。一是通过打造科创平台促进创新要素在空间上高度集中。目前对产学研协同创新的研究普遍缺乏空间概念，这在很大程度上导致了人们对政府在构建产学研协同创新体系中作用的忽视。任何经济活动的开展都离不开一定的空间载体，对于科技创新活动来说空间距离则更加重要[19-21]。二是为产学研协同创新提供优良的硬环境和软环境。创新要素在空间上的高度集中有利于政府利用规模经济优势进行软硬件环境建设。在硬环境方面，政府通过修建公共基础设施，为人才、信息、科技等高端要素的集聚以及创新活动的开展提供必要的物质条件。在软环境方面，依托这些协同创新平台，政府往往会对其进行试点改革与政策支持，从而构建起一种有利于产业发展的软环境。三是依托协同创新平台，政府、企业和高校院所之间还存在着相互强化的正负反馈效应。政府通过为协同创新平台的发展提供优良环境，吸引企业、学校和研发机构入驻，企业的集聚带来了更多的对人才和研发的需求，而学校和研发机构的集聚则为产业发展提供了大量的人才和专利技术，二者之间彼此强化，能够带动区域经济更快的增长，为政府提供更多的税收，政府反过来又可以利用这些税收收入进一步优化软环境和硬环境，为企业和高校院所的发展提供更多的政策支持，集聚更多的企业与科研院所，如此，便形成了一个正反馈的循环(见图1)。

图1 政产学研协同创新平台自我强化机制

值得一提的是，负反馈循环的逻辑也同样存在，即如果政府预期其推进协同创新平台发展所需的成本过高，而收益太少，那就没有必要投入巨大的财力去这么做，也就难以吸引企业、高等院校和科研机构入驻，甚至很可能导致产业与人才流失，创新和增长都只能维持在一个比较低的水平，由此便陷入了政府不作为、企业不创新、高校院所不协同这样一个低水平不合作均衡中。

如何避免陷入不合作均衡陷阱，以下两个因素非常关键：一是活跃的科技大市场，二是发达的资本市场(见图2)。广义的科技大市场包含了将专利技术转化为商品的完整体系。在专利技术与科技成果的供给端，通过加强知识产权保护，加大科技成果转化力度，提升科研人员科技成果转化收益的分成比例，将会极大地激发科研人员从事科技研发与成果转化的积极性，从而提升科研人员对于专利技术的供给。在专利技术与科技成果的需求端，企业家凭借敏锐的商业嗅觉，借助科技大市场这样一个平台，能够迅速地找到具有开发与应用潜力的产品并将其商业化。发达的科技金融市场有助于降低创新的门槛，解决融资难、融资贵等问题，同时也极大的提升了创新的预期收益。硅谷的经验也表明，通过建立发达的技术转移转化体系和科技金融体系，慧眼识别那些能对社会产生颠覆性影响的发明并对其进行商业性开发，是硅谷成功的重要原因。

图2 政产学研协同创新路径

综上所述，一个高效运转的协同创新体系在空间上必须依赖于软硬环境都高度完善的协同创新平台，同时还需要发达的科技大市场与科技金融市场促进专利与资本的高效配置，由于这些领域都具有较为明显的公共品属性，因而需要政府发挥作用。下面通过建立政产学研演化博弈模型，分析政府、企业、高校院所参与协同创新机制，求解不同情形下各方的演化稳定策略。

2 政产学研协同创新的演化博弈模型

政府。政府作为协同创新体系公共品的主要提供者，可以选择积极有为的策略来促进创新，也可以不作为，概率分别记为x和1-x。政府积极有为时选择较高的财政支出水平gp，用于科技基础设施与高校院所的建设，并通过完善科技大市场与金融市场功能，降低企业创新成本。政府对创新活动的投入是否能得到预想的回报在很大程度上要取决于企业是否进行创新，若企业进行创新，那么政府可以获得一个较高水平的税收收入tp，否则得到t0+tg，其中t0是企业进行正常的生产经营活动时政府所得的税收收入，tg是由于政府积极策略扩大产出而额外得到的收入。政府不作为时选择较低的财政支出水平gn，此时若企业创新，总产出与政府实施积极策略时相比会有所下降，政府财政收入也随之下降为tn；若企业不创新，政府只能得到税收收入t0。此外，高校院所的协同创新行为也能在一定上扩大总产出，若高校院所选择协同创新，政府会得到额外的收入ts。

企业。企业是协同创新体系有效运行的主要动力，只有当企业的创新行为能够产生足够大的风险收益时，政府、学校、科研机构等各方才有了帕累托改进的可能。企业可以选择创新或者不创新，概率分别记为z和1-z。企业选择创新时，若高校院所选择协同，那么企业可以实现一个较高的协同创新产出rh；若高校院所选择不协同，那么企业只能得到一个较低的独立创新产出rl。当科技大市场较为发达时，高校院所与企业的协同创新成功率将大幅提升，此时有rh≥rl。企业不创新时进行常规的生产活动，可以获得稳定的收益r0，若此时高校院所选择协同，那么企业可以部分享有高校院所技术外溢的成果，获得搭便车的额外收益uf。此外，政府是否积极也会对整个系统的产出造成较大的影响，政府可以采取积极策略对企业创新活动减税，降低交通、物流、劳动等方面的成本，更重要的是政府还可以通过发展天使投资、风险投资以及创投等解决科技创新的融资难题，大幅降低创新的门槛，此时企业进行创新时的成本为cl，否则企业创新的成本为ch，ch>cl。政府的积极策略还会使企业的生产经营活动获得额外的收益gf。

高校院所。高校院所是整个协同创新系统得以高效运转的催化剂。高校院所可以选择与企业协同创新的策略，或者不协同创新策略，概率分别记为y和1-y。当高校院所选择协同创新时，需要付出成本cs，若企业选择创新，高校院所将和企业共享所有的创新收益，记企业的分成比例为η，则高校院所的分成比例为1-η；若企业选择不创新，那么企业将不会与高校院所共享收益，即高校院所只能得到固定收益rs，同时要付出成本cs。当高校院所选择不协同创新时，得到固定收益rs。

博弈各方的支付函数如表1所示，根据表1中政产学研各方博弈的支付函数可得，对于参与博弈的政府，选择积极策略时的期望收益为：

(1)

政府选择不积极时的期望收益为：

(2)

政府的平均期望收益为：

(3)

表1 政产学研博弈支付矩阵

同理，对于参与博弈的企业，选择创新的期望收益为：

(4)

企业选择不创新的期望收益为：

(5)

企业的平均期望收益为：

(6)

同理，对于参与博弈的高校院所，选择协同策略时的期望收益为：

(7)

高校院所选择不协同的期望收益为：

(8)

高校院所的平均期望收益为：

(9)

3 演化稳定策略分析

3.1 企业的演化稳定性分析

由(4)—(6)式，企业采取创新策略的复制动态方程为：

(10)

设直线方程lz为：

3.2 政府的演化稳定性分析

通过上面的分析可以发现，只有当企业的创新净收益足够高时，企业才会选择创新作为演化稳定策略，而政府是否积极则在很大程度上影响企业创新的成本，进而影响企业创新行为，下面我们就对政府的演化稳定策略展开分析。

由(1)、(2)、(3)式，政府采取积极作为策略的复制动态方程为：

(11)

若tp-tn>gp-gn，那么存在z=z*，当z*

若tp-tn0，政府选择不积极作为演化稳定策略。此时政府采取积极策略的预期净收益非常低，无论企业是否创新、高校院所是否协同，政府都不会采取积极策略。

3.3 高校院所的演化稳定性分析

由(7)—(9)式，高校院所采取协同创新策略的复制动态方程为：

(12)

若(1-η)rh-cs 0，高校院所选择不协同作为演化稳定策略。即当高校院所与企业协同创新的分成收益减去协同创新的成本小于其不协同创新时的无风险收益时，高校院所不会选择协同创新。这往往发生在高校院所协同分成收益较低且协同创新成本较高时。

若(1-η)rh>rs+cs,那么存在z=z′，使得当z′0，高校院所选择协同作为演化稳定策略；当z0，高校院所选择不协同作为演化稳定策略。在这种条件下，高校院所是否协同在很大程度上取决于企业的创新意愿，当选择创新的企业超过一定比例时，高校院所将选择协同创新作为稳定策略。

4 结论与建议

4.1 结论

本文对政府促进产学研协同创新的必要性与实现路径展开分析，在此基础上，将政府纳入协同创新体系建立演化博弈分析框架，探讨不同条件下协同创新体系的演化稳定策略。主要有以下结论。第一，政府可以通过打造协同创新发展平台，解决科技创新中的外部性、信息不对称以及道德风险等市场失灵问题，从而降低协同创新的成本，增强企业创新动力，这为政府、企业、高校院所三方同时实现帕累托意义上的改进提供了可能。第二，在不同的外部条件下，对于政府、企业、高校院所来说存在着五种不同的演化稳定策略，即(积极，创新，协同)、(积极，创新，不协同)、(不积极，创新，协同)、(不积极，创新，不协同)、(不积极、不创新、不协同)。最终的演化稳定策略取决于政府对科创公共平台的投入力度、企业创新的预期收益、科研院所科技成果转化的难易程度、产学研收益分配机制等因素。第三，政府的政策选择对最终演化稳定策略的形成有着至关重要的影响。当政府采取积极策略时，降低高校院所与企业的协同创新成本，促进高校院所协同创新，扩大科技成果供给，企业由于创新成本下降以及科技成果供给大幅增加创新意愿显著增强，可以实现更高的协同创新产出，同时也为政府带来更多的税收收入，政府反过来也更有动力和能力进一步支持企业与高校院所的协同创新，从而形成各方合作共赢的演化稳定策略；反之，当政府采取不积极策略时，则很可能致使高校院所与企业因创新成本过高而放弃创新，陷入低水平不合作演化稳定策略中。

4.2 促进政产学研协同创新的建议

基于以上结论，为了促进政府、企业、高校院所实现高水平的协同创新，提出以下建议。

1)要高度重视政府在产学研协同创新体系建设中的作用，加大对公共科技资源的投入力度。现代科技创新对公共投入的要求不断提高，除了需要建设传统公共基础设施和实验设施以外，还需要依赖大科学装置、海量数据资源、应用场景试验区等，这些都是大科学时代从事科技创新不必可少的稀缺资源，且供给都应以政府为主。此外，在制定新一轮科技产业发展规划时，需要更加重视技术预测，有效发挥政策对产业发展方向的引导作用，为科技创新打开发展空间。

2)要构建产学研深度合作新机制，完善科技金融市场和科技大市场功能，着力破解科技和经济“两张皮”顽疾。其一，根据新科技时代科学、技术、产业一体化发展特点，在基础研究投入环节，建立科研院所与企业合作的前沿技术研发基金，构建产业需求牵引的项目立项机制，真正从源头上解决科技与经济脱节问题。其二，要进一步完善金融市场功能，为创新活动提供强大的资金保障。重点要加大金融对产业链、创新链前端的支持力度，大力完善天使投资、风险投资、股权投资等全链条科技金融服务，构建多层次资本市场，支持科技创新。其三，加快培育顺应新一轮科技与产业革命发展方向的技术经纪人队伍，结合“互联网+”战略的实施，加快建立完善网上技术交易平台，大力发展线上线下良性互动的科技大市场，充分利用政府项目资源优势，搭建创业投资机构与企业信息的共享平台。

3)要深化科研单位体制改革，大力改革科研成果权益管理。高校院所是科技成果的重要供给者，也是协同创新的催化剂，必须进一步破除高校院所进行科技成果转化的体制障碍，以更大的改革力度下放科技成果处置权和管理权，建立与科研人员实际贡献相匹配的协同创新分成收益，充分激发高校院所与科研人员参与协同创新的积极性。同时要进一步加强知识产权保护，对于各类侵犯知识产权的行为，依法从严处理。