交互作用模式下技术创新投资策略分析

夏晖，曾勇电子科技大学管理学院，成都(610054)E-mail：[e-mail]摘要：本文假设创新价格受到外部环境的不确定影响，采用实物期权方法将技术创新提供方和采纳方的投资策略放在一个交互模式下进行研究，得到了提供方投资下一代创新技术的投资门槛所需满足的条件。数字释例显示，由于提供方企业决策的动态不一致性，均衡时下一代创新的推出时间要快于提供方整体最优的推出时间，使得成熟企业和初创企业的技术创新投资策略呈现不同的特性。关键词：实物期权，技术创新，初创企业，交互作用中图分类号：F062.41．引言在现有技术创新文献中，大多单独研究创新采纳方或提供方的投资策略，而没有把创新投资决策放在提供方和采纳方双方交互作用模式下来研究，这与现实情形存在差距。技术创新过程包括技术创新提供方和采纳方两个相互作用的两个方面。技术创新提供方可能是企业也可能是科研院所或大专院校，不同的供给主体由于其利益要求、约束条件及自身能力的差异会表现出不同的供给特性，本文中的技术提供方是指技术创新过程的企业。技术创新的采纳方大致可分为两种，一种是作为昀终用户的需求主体，即技术创新的采纳方不会向其它需求主体扩散；另一种是作为中间用户的需求主体，即技术创新的采纳方在利用该新技术的同时会向其它需求主体扩散，本文中的技术采纳是指前一种类型。He和Zeng（2001）[1]的结果指出，新技术的生命周期模式受到技术创新预期从而技术创新提供者R&D投资策略的显著影响。而采纳方的投资策略导致的技术扩散模式也构成了研发过程的市场环境，从而影响到提供者的投资策略。因此，研究技术创新交互模式下的企业投资策略对完整理解技术创新投资和扩散具有重要意义。另一方面，技术创新发展过程中始终有两种主要的推动力量：市场需求拉动和技术供给推动。在技术创新发展速度较慢的情况下，市场对新技术的渴求大大促进了技术进步的发展。但现在的技术创新发展日新月异，以信息技术和生物制药为代表的新兴技术“创造性地毁灭”许多传统行业[2]，这些新兴技术的快速更替开始引导市场和消费，这时的技术创新发展中技术推动作用扮演了非常作要的角色。对于技术提供企业而言，人们发现成熟企业和初创企业的技术创新投资策略往往呈现不同的特性，初创企业的技术创新速度往往快于成熟企业。因此，在交互模式下从微观层面研究技术提供方的技术创新投资策略，对深入理解技术创新发展规律有非常重要的作用。有关交互作用模式下的研究非常少，LEE（1985）[3]研究了单个企业内部R&D和技术采纳的联合决策问题，他把企业R&D的技术采纳决策综合划分为四类，在决策论框架下，通过比较各个决策下的企业期望折现利润来研究企业的昀优投资策略，通过比较静态分析，他认为，R&D成本的增加会减少企业R&D投资的动力，而技术采纳成本或市场利率的增加会1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20040614016）和国家自然科学基金（项目编号：70272001）的资助。和技术创新采纳两方面的投资。LEE提出的模型比较早，也没有使用实物期权方法，由于把R&D和技术采纳决策放入单一企业，因而没有研究创新提供方和采纳方之间的交互作用。Schwartz和Gorostiza（2003）[4]对IT投资建立了研发项目和购买项目的两个基本收益过程模型，但是他们把研发和采用隔离开来分别进行研究，没有把技术研发和采纳决策放入交互作用模式下加以研究。本文假设未来技术创新的市场价格受到外部环境的不确定影响，将技术创新提供方和采纳方的投资策略放在一个统一的框架下，在交互作用模式中研究技术创新提供和采纳双方的昀优投资策略，并分析各种技术参数和外部环境参数对提供方推出下一代创新技术的期望时间的影响。由于提供方企业决策的动态不一致性，均衡的下一代创新的推出时间要快于提供方整体昀优的推出时间。数字释例显示，在动态不一致情况下，现有创新性能越大，推出下一代创新的速度越快。对于能够有效消除动态不一致的成熟的有信誉的企业，情况刚好相反。类似的情况发生在采纳企业对未来创新性能提高预期的差异程度对下一代创新推出时间的影响。另外，现有创新的市场价格越高，折现率越大，下一代创新的推出时间越短，而价格的不确定程度越大，下一代创新的推出时间越晚。本文剩余部份的安排如下：第1节提出模型假设和框架，并导出技术采纳企业立即投资采纳新技术的条件；第2节，分析技术提供方的昀优投资决策及下一代创新投资门槛所需满足的条件；第3节，通过数字释例说明各种技术参数和外部环境参数对提供方推出下一代新技术时间的影响；结论放在第4节。2．模型假设假设市场上存在一个提供技术创新的垄断企业，已投资研发成本C0为市场提供一代新技术，创新采纳企业购买这种新技术进行生产，每年可获得的现金流为V0。技术提供方和采纳方均为风险中性2，折现率均为无风险利率r。创新提供企业考虑是否及何时投资C1（C1C0）推出下一代性能更好的新技术。新技术性能好坏体现被采纳后企业每年获得的现金流的多少，V1V0。假定对两代创新的现有市场需求是固定的，为方便起见，可以选择适当的单位使得现有市场需求为1。其中一部分企业会立即采纳现有新技术，而另一部分企业则等待采纳未来新技术，其比例根据创新速度而定。由于技术进步带动市场需求的增长，当未来创新到达时，除去原先等待采纳的企业外，新增b（b0）的市场需求。未来创新（第二代创新技术）的市场价格P由逆需求函数根据市场需求而定，但会受到整个宏观经济的不确定因素的影响：)(QYDP=（1）式中Y代表整个宏观经济的不确定性，服从几何布朗运动，D(Q)为逆需求函数。市场需求是固定的，P和Y只差一个常数项，不失一般性，假定P服从几何布朗运动：PdzPdtdPσµ+=（2）上式中，µ和σ分别为瞬时漂移率和标准差，dz为标准维纳过程增量。技术提供方把投资下一代新技术看成一个看涨期权，要等到潜在的创新市场价格达到足够高时（注意这里的市场价格并不是现实的市场价格，而是如果现在创新推出的潜在市场价格）立即投资推出下一代新技术3。另一方面，创新提供方的投资决策会影响采纳方的投资决策并受到采纳方投2对于不是风险中性的情况，可以通过调整几何布朗运动的漂移率来考虑风险升水。3为简化分析，假定提供方投资就成功。资决策的影响。从采纳方来看，采纳企业原先并没有现金流，需采纳一代新技术进行生产才能得到现金流。由于资金限制采纳企业只能做一次技术转换，在下一代新技术性能更好的情况下，采纳企业若立即采纳现有新技术将面临下一代技术很快出现使老技术过时的风险。由于众多采纳企业管理水平、消化新技术能力各不相同，他们对下一代新技术提高性能的预期各不相同，假定各采纳企业对未来性能提高（m=V1–V0）的预期服从均匀分布U(u1,u2)。对单个采纳企业来讲，初始时可以立即投资，也可以等待下一代新技术。如果采纳现有技术的收益大于等待，则企业立即投资：))((100arTPrVeEPrV−−−（3）上式中，P0为市场初始的市场价格，Pa为推出下一代创新时的市场价格，即投资门槛。T为下一代创新技术出现的时间，期望值)(rTeE−参见Dixit和Pindyck（1994）[5]第九章附录：β⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=−arTPPeE0)(（4）式中β为基本二项式大于1的根，参见后面式（11）。另外，不妨令：0PPBa=（5）通过简单变化得：)())(1(000PPrrPVBma−+−−β（6）结合式（4）和（6），提供方的投资门槛Pa越大，下一代创新推出的期望时间越晚，式（6）右边越大，采纳现有创新的企业比例越大。投资门槛决定了未来新技术的推出时间，即创新速度，从而决定了采纳企业采纳现有创新的比例。当提供方的投资门槛为Pa时，假设采纳现有新技术的企业比例为1–a，等待采纳下一代新技术的企业比例为a。本文不考虑在下一代创新推出时，企业采纳上一代创新的情形4，并假定等待企业在下一代创新推出时立即投资采纳。因此有：120002)]())(1[(uuPPrrPVBuaa−−+−−−=β（7）另外，提供方投资下一代的研发成本C1和下一代创新推出时间负相关，即创新速度越快，研发成本越高，反之，较低的创新速度对应较低的研发成本5。从上面的讨论可知，可以用下一代创新的投资门槛来衡量推出的期望时间，不妨设：101−+=BcCC（8）上式中，B参见式（5），代表未来创新的期望推出时间，c为大于零的常数。根据Grenadier和Weiss（1997）[6]的脚注，当0221−σµ时，下一代创新推出的期望时间为：4本文式（3）潜在假定aPrVPrV−−100，如果在下一代新技术到达时，上一代新技术价格不打折扣，采纳企业不会选择采纳上一代新技术。5研发成本和下一代创新推出时间负相关符合现实，例如，要在短时间内推出下一代创新，其研发成本很高，而两代创新推出间隔较长时（创新速度较慢），提供方通过知识积累和学习效应可以降低下一代创新的研发成本，使得未来创新的研发成本甚至低于上一代创新的研发成本。本文中下一代创新技术性能更好（突破性创新），故假设未来创新的研发成本高于上一代创新的研发成本C1C0。)/ln()E(σµσµ−=−=BPPTa（9）3．创新提供企业的投资策略创新提供企业的收益包括两部分，一部分是现有新技术的销售收入，另一部分是投资下一代新技术的期权价值，两部分收益都和下一代创新的投资门槛有关。创新提供方知道推出下一代创新的速度越快，采纳企业越倾向等待采纳下一代新技术，而等待下一代创新的企业越多，投资未来创新的价值越大，越会促使企业加快推出下一代新技术，因此，企业有加快创新速度的内在动机。另一方面，由于成本和折现的原因，提供方会尽力扩大现有新技术的销售收入，尽量推迟下一代创新推出时间而促使企业尽快采纳现有创新技术。综合两方面的因素，必然存在昀优的投资门槛，即昀优的创新速度。上述问题实际上是提供方和采纳企业之间的完全信息动态博弈问题，采用逆推方法，首先考虑提供方投资下一代创新技术的期权价值。根据Dixit和Pindyck（1994）第五章的分析，企业投资下一代新技术的期权具有如下的形式：βAPPF=)(（10）式中，A为待定常数，β为基本二项式大于1的根：2222/2)2/1/(/2/1σσµσµβr+−+−=（11）其在投资门槛的价值匹配条件：1)()(CbaPAPPFaaa−+==β（12）结合式（10）和（12），解得投资期权价值为：⎪⎩⎪⎨⎧≥−+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−+=aaaaaPPCbaPPPPPPCbaPPF)(])([)(101β（13）提供方在初始时获得的收益为立即现金流加上投资期权价值：β⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−++−=+−=aaPPCbaPaPPFaPW01000])([)1()()1(（14）在提供方整体考虑立即投资带来的利润和投资期权的情况下，上式对Pa求导，我们得到投资门槛所满足的一阶条件为：BuubVuBrPBrPVBrPV)]()[1()2()2()(120220100200−++−−−++−+−+βββββ0)1(])1)[(()(20120120=−−+−+−+BPBuucPuuCβββ（15）上式中β参见式（11），B=Pa/P0，参见式（5）。为和下面另外两种情况下得到的技术提供企业的投资门槛值相区别，我们把上面技术提供企业从整体考虑得到的投资门槛称为Pa，把现有需求中等待采纳下一代创新技术的比例a确定下来后，提供方确定的投资门槛称为Pn，把只考虑投资期权价值得到的投资门槛值称为Ph，后面两种情形下面分别讨论。B的值确定后，根据式（7），现有需求中等待采纳下一代新技术的比例就确定下来，设为a1。由于提供方关于现有创新的立即现金流已固定，其昀优投资决策是考虑如何昀大化投资下一代创