基于技术不确定性的公共产品技术创新研发补贴策略研究*

王 露

(江苏海洋大学 商学院,江苏 连云港 222005)

一、引言

党的二十大报告指出:“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。发展是党执政兴国的第一要务。”[1]28而创新是引领发展的第一动力,是推动高质量发展的关键驱动力。技术创新是企业增强核心竞争力的源动力和实现高质量发展的关键途径,也是公共部门在国防、环保、公共医疗卫生以及公共基础设施建设等领域实现公共服务高质量发展的重要手段。因此,技术创新不仅包括围绕私人产品的企业技术创新,还包括服务于公共产品供给的公共产品技术创新。

公共产品技术创新,是指公共部门根据社会公共需求,研发与应用各种新知识和先进技术,开发新的公共产品,以更高的效率、更低的消耗为社会提供更优质的公共服务,产生良好社会效益[2]。公共产品技术创新与企业技术创新有着十分显著的区别,公共产品技术创新是为了满足社会公共需求而产生社会效益,而企业技术创新是为了满足私人个别需求而产生经济效益。公共产品技术创新主要存在着技术风险,而企业技术创新既存在技术风险,同时又存在市场风险[2]。

一般而言,公共产品和服务的供应者是公共部门,公共产品技术创新的主体也应是公共部门,但是在公共产品技术创新过程中也可以让企业来参与[3]。在公共产品技术创新中积极采购企业开发的各种技术,或者让有实力的企业来参与公共产品技术创新的研发,有助于实现公共产品技术创新和企业技术创新的相互促进。例如,在武器装备等国防产品的创新和生产过程中,充分利用企业拥有的技术和研发能力实现军民融合,这样既提升了国防产品技术创新水平,又增强了企业技术创新能力[4]。

但是,技术创新是一种探索性、创造性的活动,以高风险性和高失败率为特征,存在着因大量技术风险而导致的技术不确定性。技术创新,特别是全新技术创新和核心技术创新,存在着因技术开发难度大、关键技术预料不足、企业获取技术知识的手段(如实验设备和工具等)缺乏等因素,增加了技术创新失败的可能性[5]。公共产品技术创新是一个通过基础研究、应用研究、技术开发、技术成果转化和应用开发出新产品的复杂过程。在这个过程中,为开发出新的公共产品,可能需要开发新的技术,或需要将已有的技术进行新的应用,但由于技术创新项目本身的难度与复杂性,加之创新者自身能力与实力的有限性,从而导致现有技术的新应用或新技术开发的性能水平不能够满足于研发要求、研发周期延长或研发成本的增加,甚至有可能导致研发的失败[6]。

因此,本文将技术不确定性设定为技术成功的不确定性,即在公共产品技术创新中,企业虽然进行了研发投入,但可能因多种因素导致技术创新的失败。技术成功的概率称之为“技术可行性”,技术不确定性越大,即技术成功的概率越小,技术可行性越低。由于在公共产品技术创新过程中技术不确定性的增加,企业参与公共产品技术创新项目所能获得的期望收益将会降低,这会抑制企业创新的积极性,也会导致企业的研发投入不足,当期望收益不足以弥补研发投入成本时,企业甚至会选择退出公共产品技术创新项目。

然而,对公共部门而言,由于公共产品技术创新项目可以带来较高的社会效益,所以有必要对参与公共产品技术创新项目的企业提供研发补贴,来分担部分的技术风险,这样既有效地降低了技术创新过程中,由于技术不确定性所造成的不利影响,又提高了企业的期望收益以及促进了企业的研发投入。例如,在联合攻击战机的研发中, 美国政府对波音和洛克希德马丁分别提供7.5亿美元的政府研发补贴, 应用于原型开发[7]。

国内外学者对政府研发补贴问题进行了大量研究。Spence探讨了溢出水平、竞争程度、补贴额度之间的关系,研究认为,在竞争水平不变的条件下,最优的研发补贴会随着R&D溢出水平增高而增大;在溢出水平不变的条件下,最优的研发补贴会随着竞争程度的增加而增加[8]。Muniagurria & Singh建立了一个考虑技术溢出因素的两期补贴模型,认为政府的研发政策取决于战略效应与技术溢出效应的权衡[9]。Hinloopen研究认为,最优研发补贴会随着溢出率而递增,研发补贴可以提高企业的研发投入、产出以及社会福利水平,补贴研发竞争比补贴 RJV竞争、R&D卡特尔以及RJV卡特尔更有效率[10-12]。Atallah构建了一个三阶段研发投入模型, 分析了有条件研发补贴、无条件研发补贴分别对企业的研发投入和对项目成功率的影响[13]。Levi 等研究了政府对清洁技术采用企业的技术补贴问题,研究表明政府提供固定额度补贴比按企业实际产出的比例提供补贴的效果要更好[14]。Helm等设计了一个三阶段研发投入模型, 以两个研发能力异质的企业为研究背景, 探讨了政府是对两个企业都提供研发补贴,还是仅对研发能力较弱的参与企业提供研发补贴的问题[15]。Thomas等分析了政府通过图洛克竞赛获取技术时, 应该给哪个企业来提供研发补贴的问题[16]。

我国学者也对此进行了大量的研究。柳剑平等经研究认为,在溢出程度较高的情形下,政府应该实施补贴企业的产出和R&D投入;在溢出程度较低的情形下,政府应该在补贴产出的同时对企业的R&D投入进行征税[17]。方海燕和达庆利研究认为,当技术溢出程度较低且产品水平差异不大时,政府给予采用R&D竞争策略企业的补贴率不高于采用R&D卡特尔策略的企业;当技术溢出程度较高且产品水平差异较大时,结果则相反[18]。范波等研究表明,在溢出效应较大时,政府宜采用研发投入补贴的方式来提高社会福利;当创新难度和技术风险较大时,政府宜采用产品补贴的方式来提高社会福利[19]。郑绪涛和柳剑平考虑了溢出效应和吸收能力与补贴政策的关系,研究认为与补贴溢出水平带来的损失相比,对吸收能力进行补贴更能提高补贴政策的激励功效[20]。

孟卫军研究发现,在补贴条件下,合作研发情形下的社会福利比不合作情形下要高;产业的溢出率较小时,企业进行研发合作会比不合作获得更多的利润,而在产业的溢出率较大时,则恰好相反[21]。林承亮等指出,按照研发投入的补贴在效果上总体优于按照产出数量的补贴,但这与企业吸收知识能力的强弱,以及政府实施的是单边补贴还是双边补贴有关[22]。谢建国和周春华的研究结果表明,无论是实行竞争型创新补贴政策还是合作型创新补贴政策,政府都应该优先补贴那些低成本、高效率的创新行为[23]。海江涛等构建了动态规划模型,讨论了在军用技术创新中政府部门提供研发补贴激励民营企业,在固定额度补贴与按比例匹配补贴两种补贴方式间如何选择的策略问题,研究表明了政府选择研发补贴形式要考虑创新产品可能实现的社会福利、现有成熟产品给企业带来的收益以及消费者剩余、参与企业数量、技术溢出效果等因素影响[24]。廖爱红等构建了龙头带动型集群中领导者和追随者的两阶段模型,讨论了政府研发补贴方式和补贴对象的选择对集群领导者与追随者研发投入的引导效果[25]。

邓若冰等构建了三阶段动态博弈模型,考虑了技术溢出水平、产品水平差异与垂直质量差异等因素,讨论了不同研发模式下企业研发投入决策和政府最优补贴政策,结果显示,政府补贴有利于提高企业研发投入的积极性与社会福利水平,不会产生“挤出效应”,技术溢出水平与产品差异化程度均对不同研发模式下政府最优补贴强度的影响有较大差异[26]。李文秀等构建了发展中国家和发达国家两国企业研发竞争与合作的博弈模型,从自主研发水平、产量和利润三个方面,比较分析了发展中国家实施研发补贴政策前后的效果[27]。吴福象等考虑了销售环节的差异性和研发环节的外部性两个维度,对政府补贴政策的效率进行了分析[28]。李艳茹等讨论了政府补贴对双寡头企业 R&D 合作的影响[29]。由此可见,以上这些学者的研究,主要是围绕着技术创新活动的溢出性特点对政府最优研发补贴政策的影响,政府研发补贴可以激励企业从事更多的R&D活动,以改善社会福利水平的问题进行的研究。

从上述文献分析中可以看出,以往的文献分析大多数隐含了一个重要的假定,即技术创新是一定会成功的,以百分之百的技术创新成功概率来进行模型演算,但在以往的分析中,大多数的研究未考虑技术不确定性对公共部门研发补贴决策的影响。由本文的分析可知,技术不确定性是技术创新的一个固有属性,会对企业的研发投入决策产生重要的影响,也一定会对公共部门的研发补贴决策产生影响。同时,现有的研究大部分考虑的是企业技术创新中的经济效益,但在公共产品技术创新过程中,不仅要考虑企业的经济效益,更多地是要充分考虑社会公共效益和社会福利。

本文基于公共产品技术创新过程中存在的技术不确定性,仔细研究了公共部门如何选择研发绩效补贴策略或者研发投入补贴策略,来激励企业增加研发投入,并确保公共产品技术创新研发项目的顺利开展,并且对这两种研发补贴方式对企业研发过程中的技术可行性阈值、研发绩效、企业的期望利润以及对社会公共效益产生的影响等也进行了相应研究。研究结果对于认识公共产品技术创新以及公共部门激励企业投入公共产品技术创新问题有一定的理论和现实意义。

二、基本模型

公共部门为获取公共产品技术创新所需的某项技术,委托某企业进行研发,为了便于对模型进行分析,本文做如下假设。

假设1:企业研发过程中存在技术不确定性,在研发活动前,企业对研发成功概率(即技术可行性)的估计用k表示,k∈[0,1],k越大,表示研发成功的概率越大,即技术可行性越大,相应的技术不确定性就越小,研发成功时获得的研发绩效为x;则(1-k)表示企业研发失败的概率,研发失败时研发绩效为0。所以,在考虑技术不确定性时,企业期望研发绩效为kx。

假设2:公共部门获得的期望社会公共效益为∏G=βQkx+γ(kx)2,其中,Q(Q>0)为公共产品的社会需求,β(β>0)为该公共产品满足社会需求所带来的效益系数,γ(γ>0)为社会福利系数,主要包括公共产品技术创新给社会公共福利带来的效益因素。从中可以看出,技术可行性越大,公共部门所获得的社会公共效益就会越高;社会公共效益与企业研发绩效是直接相关的,公共部门只有获得更高的社会公共效益,才有动机采取补贴策略,从而提高企业的研发绩效。

1 企业均衡研发绩效 首先考虑公共部门不进行研发补贴时的均衡决策,作为公共部门对研发补贴策略研究的基础和参照。

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

因此,由(7)式可以得到结论1。

结论1:只有当技术可行性高于某一标准值(称之为技术可行性阈值)时,企业才会参与公共产品技术创新项目,进行研发投资。

三、不同研发补贴方式下的均衡分析

(一) 研发绩效补贴

通过对基本模型的分析可知,当某公共产品技术创新项目的技术可行性过低,即技术不确定性过大时,企业会放弃对该项目的研发投资。并且由(2)式可以看出,社会公共效益会随着企业研发绩效的增加而增加,只有当公共部门希望该项目的研发活动顺利开展并且能够获得更高的社会公共效益时,才有动机采取补贴策略,降低该项目的技术可行性阈值,促进企业的研发投资和提高企业的研发绩效。

(8)

(9)

公共部门在进行研发绩效补贴时,双方的决策制定过程如下:公共部门基于社会公共效益的最大化,决定补贴率为s2;企业根据补贴率s2,基于自身期望利润最大化,预想达到的研发绩效为x2。

(10)

2 公共部门的政策选择 对于公共部门而言,对企业的研发绩效进行补贴,提高了企业的均衡研发绩效,从而提高了社会公共效益,尽管补贴程度越高,越能促进企业的研发投资,但公共部门的研发绩效补贴是有成本的,所以需要考虑公共部门的最优研发绩效补贴率。

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

3 技术可行性阈值 同样,考虑技术不确定性的存在,企业投入研发并努力开展研发活动的前提是,其均衡期望利润至少要大于零,即

(19)

由(19)式,可得

(20)

如果公共部门采取了研发绩效补贴策略,那么必然满足θ-γk2>0,比较(7)式和(20)式,可知k2k2,企业的期望利润为正,所以企业将会选择研发投资策略,由此可知公共部门的研发绩效补贴降低了技术可行性阈值,从而拓宽了企业研发活动的技术可行性范围。

(21)

由式(5)和式(21),可得

(22)

由式(22)可知,采取研发绩效补贴方式时,公共部门获得的均衡社会公共效益会有所提高。公共部门在采取研发绩效补贴策略时单位补贴额所带来的社会公共效益的增量为

(23)

由上述分析,可以得到结论3。

结论3:公共部门的研发绩效补贴可以降低企业参与公共产品技术创新的技术可行性阈值,也可以提高企业的均衡研发绩效、企业的期望利润以及社会公共效益。

(二) 研发投入补贴

再考虑研发投入补贴方式下公共部门与企业的均衡决策。公共部门与企业双方的决策制定过程与上一节相同。

1 企业均衡研发绩效 在研发投入补贴方式下,企业的期望利润为

(24)

公共部门获得的社会公共效益为

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

由(30)式和(31)式可得公共部门在采取研发投入补贴策略时单位补贴额所带来的企业均衡研发绩效增量为

(32)

(33)

(34)

3 技术可行性阈值 同样,基于技术不确定性的考虑,企业投入研发并努力开展研发活动的前提是,其均衡期望利润至少要大于零,即

(35)

由(35)式,可得

(36)

公共部门在采取研发投入补贴策略时,比较(7)式和(36)式,可知k3

(37)

由(5)式和(37)式,可得

(38)

由(38)式可知,在采取研发投入补贴方式时,公共部门获得的均衡社会公共效益也会有所提高。公共部门在采取研发投入补贴策略时,单位补贴额所带来的社会公共效益的增量为

(39)

由上述分析,可以得到结论5。

结论5:公共部门的研发投入补贴可以降低企业参与公共产品技术创新的技术可行性阈值,也可以提高企业的均衡研发绩效、企业的期望利润以及社会公共效益。

(三) 两种研发补贴方式下对均衡结果的比较

接下来对公共部门,研发绩效补贴策略与研发投入补贴策略的补贴效果进行比较分析,为了便于分析,将上述无补贴和两种研发补贴方式情况下的各均衡解总结为表1。

1 不同研发补贴策略下对企业均衡研发绩效的比较 由(16)式和(32)式可得公共部门在采取研发绩效补贴策略和研发投入补贴策略时对单位补贴额带来的企业均衡研发绩效的增量比较为

(40)

所以,当技术不确定性较低,或企业研发能力较强时,公共部门适合采取研发绩效补贴策略;当技术不确定性较高,或者企业研发能力较弱时,公共部门更适合采取研发投入补贴策略。

2 不同研发补贴策略下对社会公共效益的比较 由(23)式和(39)式可得,公共部门在采取研发绩效补贴策略和研发投入补贴策略时,对单位补贴额所带来的社会公共效益的增量比较为

(41)

当3αβγθk2+2γβ2θk2+6α2γ2k4+4αβγ2k4-2αβθ2-3α2γθk2>0时,(41)式大于0,此时说明,公共部门在采取研发绩效补贴策略时单位补贴额所带来的社会公共效益的增量更高;当3αβγθk2+2γβ2θk2+6α2γ2k4+4αβγ2k4-2αβθ2-3α2γθk2<0时,(41)式小于0,此时说明,公共部门在采取研发投入补贴策略时单位补贴额所带来的社会公共效益的增量会更高。

所以,从社会公共效益的角度来看,当技术不确定性较低,或者企业研发能力较强时,公共部门更适合采取研发绩效补贴;当技术不确定性较高,或者企业研发能力较弱时,公共部门更适合采取研发投入补贴。

3 不同研发补贴策略下对企业期望利润的比较 由(18)式和(34)式可得,公共部门在采取研发绩效补贴策略和研发投入补贴策略时,对单位补贴额所带来的企业期望利润的增量比较为

(42)

因为β≥α,所以(42)式大于0,即公共部门在采取研发绩效补贴策略时单位补贴额所带来的企业期望利润的增量更高。

4 不同研发补贴策略下对技术可行性阈值的比较 由(20)式和(36)式可得公共部门在采取研发绩效补贴策略和研发投入补贴策略时对技术可行性阈值的比较为

(43)

表1 不同研发补贴策略下的均衡结果

通过上述分析和表1中,可以得出结论6。

结论6:(1) 公共部门在采取研发补贴策略时需要满足一定的前提条件,即研发绩效补贴策略须满足θ-γk2>0,研发投入补贴策略须满足θ-2γk2>0。当前提条件得不到满足时,公共部门在采取研发补贴策略时带来的社会公共效益的增长不能够补偿补贴成本,公共部门就不会采取补贴策略。

(5) 当研发补贴前提条件得到满足时,无论是研发绩效补贴策略还是研发投入补贴策略均降低了技术可行性阈值,扩展了企业开展研发活动的技术可行性范围(k2k3,即研发投入补贴策略更能降低技术可行性阈值。

由此可知,对于公共部门而言,当技术不确定性较低,或者企业研发能力较强时,公共部门更适合采取研发绩效补贴策略;当技术不确定性较高,或者企业研发能力较弱时,公共部门更适合采取研发投入补贴策略。

四、数值分析

为了更直观地理解上述结论,下面通过数值分析来模拟并验证上述各结论。

图1 不同参数值下 变化趋势

图2 不同参数值下 变化趋势

第二,比较不同研发补贴策略下单位补贴研发绩效的增量和对社会公共效益的增量,设置的各参数为Q=10、β=5、γ=2、α=3,计算不同k、θ组合下的单位补贴研发绩效增量以及社会公共效益的增量,如图3和图4所示,当k较大,即技术不确定性较低,θ较小,即企业研发能力较强,此时公共部门在采取研发绩效补贴策略单位补贴额所带来的研发绩效的增量以及社会公共效益的增量会更高;当技术不确定性较高,或者企业研发能力较弱时,公共部门在采取研发投入补贴策略时单位补贴额带来的研发绩效的增量以及社会公共效益的增量会更高,因此验证了结论6(2)和结论6(3)的正确性。

第三,比较不同研发补贴策略下单位经济补贴企业期望利润的增量,设置各参数为Q=10、β=5、γ=2、α=3,计算不同k、θ组合下的企业期望利润的增量,如图5所示,公共部门在采取研发绩效补贴策略时单位补贴额带来的企业期望利润的增量会更高,验证了结论6(4)的正确性。

图3 不同研发补贴策略下单位补贴均衡研发绩效的增量比较

图4 不同研发补贴策略下单位补贴社会公共效益的增量比较

图5 不同研发补贴策略下单位补贴企业期望利润的增量比较

第四,验证结论6(5),各参数设置如下Q=10、θ=5、γ=2、F=8,而β、α为变化值,为保证β>α,假设α∈(0,5),β∈(5,50),计算不同β、α组合下的技术可行性阈值k2、k3并比较。如图6所示,当β较大时,k2k3,即研发投入补贴更能降低技术可行性阈值,验证了结论6(5)的正确性。

图6 不同研发补贴策略下技术可行性阈值比较

五、结语

本文基于公共产品技术创新过程中存在的技术不确定性,研究了公共部门的研发补贴策略。研究发现,只有当技术可行性高于某一标准值(称之为技术可行性阈值)时,企业才会参与公共产品技术创新项目,进行研发投资,为了保证公共产品技术创新研发项目的顺利开展,公共部门需要对企业进行研发补贴,来激励企业增加研发投入。公共部门可以采用研发绩效补贴策略及研发投入补贴策略,两种研发补贴策略实施均有一定的前提条件(技术不确定性较高或者企业的研发能力较弱),当前提条件得到满足时,无论采取何种策略均能降低企业参与公共产品技术创新过程中的技术可行性阈值,从而拓宽了企业开展研发活动的技术可行性范围,但在不同的条件下两种研发补贴策略对技术可行性阈值的降低程度不同,当公共产品技术创新带来的社会公共效益产出系数较高时,研发绩效补贴对技术可行性阈值的降低幅度更大;而当公共产品技术创新带来的社会公共效益产出系数较低时,研发投入补贴更能降低技术可行性阈值。这两种研发补贴策略均能提高企业的研发绩效以及社会公共效益,且当技术不确定性较低,或者企业研发能力较强时,公共部门在采取研发绩效补贴策略时单位补贴额所带来的企业的研发绩效及社会公共效益的增量会更高,公共部门更适合采取研发绩效补贴策略;而当技术不确定性较高,或者企业研发能力较弱时,公共部门更适合采取研发投入补贴策略。

基于本文的研究结论,可以提出如下政策建议。(1) 公共部门应加大对公共产品技术创新的研发补贴力度。从得到的结论中可以看出,当技术可行性较低时,企业参与公共产品技术创新项目所能获得的期望收益将会降低,这会抑制企业创新的积极性,也会导致企业的研发投入不足,只有当技术可行性高于某一标准值(称之为技术可行性阈值)时,企业才会参与公共产品技术创新项目,进行研发投资,为了保证公共产品技术创新研发项目的顺利开展,公共部门需要对企业进行研发补贴,来克服企业创新性不足的问题,有效地激励企业增加研发投入。(2) 公共部门要根据技术可行性以及企业的研发能力对企业进行研发补贴。从本文的结论中可以看出,公共部门的研发补贴有一定的前提条件,当技术不确定性较高,企业研发能力较弱时,需要进行全方位的政策支持和研发补贴,也需要公共部门时刻关注公共产品技术创新,客观地鉴定和判断技术可行性及企业的研发能力,加大激励力度。(3) 公共部门要注意公共产品技术创新研发补贴方式的选择。从得出的结论中可以看出,当技术不确定性较低,或者企业研发能力较强时,公共部门更适合采取研发绩效补贴策略;而当技术不确定性较高,或者企业研发能力较弱时,公共部门更适合采取研发投入补贴策略。因为如果技术不确定性较高,或者企业研发能力较弱时,企业预期研发成功的可能性较低,事后的研发绩效补贴无法有效地激励企业加大研发投入,应该采用事前的研发投入补贴策略。而当技术不确定性较低,或者企业研发能力较强时,企业预期的研发成功性较高,事后的研发绩效补贴策略可以加大对研发成功者的刺激,进一步激励企业的事前研发投入,从而形成研发补贴激励的良性循环。