2003 年9 月
第25 卷 第5 期
当 代 经 济 科 学
Modern economic science
sep .，2003
Vol. 25 No. 5
收稿日期：2003 -04 -06
作者简介：周浩（1975 - ），广东广州市人，暨南大学经
济学院经济学系国民经济专业2001 级研究生。
技术引进、研发外溢和二次创新
周 浩
（暨南大学 经济学院，广东 广州510632）
摘 要：本文利用专利竞赛模型（patent race），探讨技术引进及其二次创新活动中技术引进费用与自身应用性
研发投入的关系以及二次创新速度和市场均衡时参与该竞赛的厂商数目的决定。同时也分析了研发外溢效应对
模型的冲击。文章的主要结论是：技术引进与自身应用性研发投入是互补抑或替代关系需视两者相对大小而定。
双方的关系呈现阶段性变化。此外，随外溢效应的增强，整个参与竞赛的厂商数目和厂商应用性研发投入水平均
趋于下降，但是整个社会引进技术的二次创新速度却趋于加快。
关键词：技术引进；应用性研发；研发外溢效应；二次创新
中图分类号：F403 .6 文献标识码：A 文章编号：1002 -2848（2003）05 -0059 -06
发展中国家引进技术受到广泛关注的一个问题
就是技术进口是否会对自身R&D 努力产生负面的
影响。有大量的文章讨论技术进口和技术进口国自
身R&D 努力投入之间存在互补效应抑或替代效
应。在一定程度上企业可以通过购买国外现成的技
术而减少自身R&D 努力的投入，因此双方呈现出
一种替代关系；但是任何先进技术的购买必然会带
来对引进技术的消化、吸收，甚至需要进行因地制宜
的改造、创新，因此双方也呈现出互补关系。J . lee
（1996）在对韩国制造业的实证分析中指出技术引进
和R&D 努力的投入方面存在相互替代作用。但是
来自印度20 世纪80 年代后期（印度放宽了对技术
引进的限制）的经验却显示出两者之间存在着互补
关系（ wal ，2000）；Bell &pavitt（1997）也得到
相同的结论。本文将用一个专利竞赛模型对技术引
进与技术引进国自身研发投入之间的关系，互补抑
或替代，进行讨论。
另外，虽然技术引进对技术引进国自身研发投
入的影响是大家关注的重点，但是由此派生的技术
引进国对引进的技术进行二次创新的速度也应该是
大家关注的焦点之一。技术引进是快速积累研发水
平的重要手段，而其最终目的是提高自身的创新能
力，形成后发优势。引进技术二次创新的速度从某
种意义上代表着创新能力，对后发优势的形成至关
重要。因此，对技术引进国来说，引进技术的二次创
新速度有着现实意义。本文将就技术引进对引进技
术二次创新速度的影响展开讨论，分析影响引进技
术二次创新速度的因素。
最后，研发活动所具有的公共产品的性质使得
我们在讨论中有必要考虑研发外溢效应带来的冲
击。所以，在我们的专利竞赛模型中，研发外溢效应
对技术引进、二次创新的影响也将得到分析，并与一
般情形进行比较。
本文的结构如下：第一部分描述消费市场结构，
给出专利竞赛胜出者所获得的利润；第二部分建立
该专利竞赛模型的基本框架，并给出竞赛达到一般
均衡的条件与含义；第三部分扩展基本模型，讨论研
发外溢效应对模型带来的冲击；第四部分为主要的
结论。
一、产品市场结构
在展开对厂商引进技术及从事相应的应用性
95
R&D 竞赛行为的分析之前，我们从产品市场上产
品质量差异性和消费者对产品质量偏好的角度，对
产品的市场需求进行必要的分析，这对我们更清楚
了解厂商引进技术及参与相应的研发竞赛行为也许
是有帮助的。因为产品的市场需求大小直接关系到
厂商最终的获利水平。
在大部分专利竞赛（patent race）模型中（Nti ，
1997；DasgLpta & Stiglitz，1980 ），由于拥有完美专
利制度（perf ect patent system）的假设，厂商的R&D
活动被视为成功者独占（ Winner -takes -all ），换句
话说，首先创新的厂商（R&D 成功厂商）可以独占
整个市场，而其他厂商（R&D 失败厂商）则只能接
受市场份额为零的残酷局面。然而在现实经济中，
上面的假设过强，凭新技术的开发而独占全部市场
的情况颇为鲜见。在K&Y（2002）探讨R&D 不确
定性和外溢效应导致RJV（research j Oi nt VentLre）采
用的博弈模型中率先研发成功的厂商并不能够完全
占有市场。在文章中，他们分别以一给定的抽象的
利润水平，表示运用新技术（研发成功者）和旧技术
（研发失败者）进行生产的厂商所获得的利润。况且
在本文中，我们讨论的是对引进技术进行二次创新
的情形，因此，我们在本文中排除率先创新厂商独占
市场的情况。市场中未能创新成功的厂商仍然可以
凭借引进的技术存活，与二次创新成功厂商竞争而
获取部分利润。但是与K&Y 一文不同的是我们将
消费者对质量的偏好和产品质量差异因素引入模
型，从厂商利润最大化出发给出该情形中率先研发
成功厂商的利润水平。
在产品市场上，消费者花费价格P 购买一单位
质量为S 的产品，同时从中可以获得的效用为：U =
OS-P 。参数O代表消费者对产品质量的偏好。
我们进一步假设O分布在区间［Ol ，Oh ］，并且满足Oh
-Ol =1，Ol !1。
所有花费M 引进技术T0 的厂商，在应用性研
发没有成功之前利用技术T0 可以生产质量为S 0
的产品。显然，对于所有运用T0 进行生产的厂商
来说，他们面对的是一个竞争性市场。因此，在还没
有厂商应用性研发成功的情形中，我们有边际生产
成本等于价格，即P 0 = C 。一旦市场上有厂商率先
应用性研发成功，那么其利用创新的技术T0 可以
生产质量为S 0 的产品，并且生产的边际成本不变。
在市场上存在两种质量的产品情形中，我们定
义一个消费者质量偏好的分界值，记为O"，此时，消
费者分别以价格P 0 和Pc 购买质量为S 0 和Sc 的产
品所获得的效用是相同的，即
O"S 0 -P 0 =O"Sc -Pc （1）
因此，我们有
O"=（Pc -C）／AS，AS = Sc -S 0 （2）
如果消费者的质量偏好系数大于或等于O"，则
消费者将购买质量为Sc 的产品，否则，消费者将购
买质量为S 0 的产品。这样，我们可以得到质量为
Sc 的产品的市场需求为：
Dc（Pc ）=［Oh -（Pc -C）／AS］M （3）
这里M 表示该产品市场的大小。
因此，应用性研发成功厂商面对的利润最大化
问题为：
max
Pc
（Pc -C）Dc（Pc ） （4）
根据上面的最大化问题，我们可以得到厂商应
用性研发成功下的利润函数为：
Kc =
1
4 MO
2
hAS （5）
该式子清楚地表明，厂商只有对引进技术 T0
进行应用性研发，并获得成功的话，才可以获得超额
利润Kc ，否则只能获取正常利润。
二、基本模型
1 . 基本假设：
假设1：某项技术T0 引进费用为固定金额S；
假设2：市场上，厂商i 对引进技术进行改造并
获得成功而投入的应用性 &D 努力Ii ；
假设3：厂商i 率先对引进技术的应用性研发
成功可以获得的产品市场利润为Kc ；
假设4：厂商i 在t 时刻前应用性研发成功的概
率为：
P｛Hi（Ii ）#t ｝=1 -exp（-EiIit ） （6）
其中Ei 代表厂商i 的应用研发效率。应用研
发效率Ei 越大，则厂商i 对引进技术应用性研发成
功的概率越高。另外，我们假定厂商之间的应用性
研发行为相互独立；
假设5：厂商i 从事技术引进并投入应用性研
发行为的参与约束为预期净利润为零；
假设6：全部厂商均为风险中立者。
假设市场上存在7 家厂商花费S购得某项技
术T0，并在T0 的基础上从事应用性研发，进行技术
06
创新，展开研发竞赛。研发竞赛的时间维度标准化
为从零到无穷大。在各种各样的研发行为开始时，
一方面研发行为能否成功是一个问题；另一方面研
发行为即使能够成功，面对“这是最好的方法吗？”的
提问，我们仍可能是无言以对。因此，我们可以肯定
地说，任何研发行为原则上都存在着相当大的不确
定性。在本文中，我们认为应用性研发存在的风险
来自于各个厂商研发成功时间的不确定性，并且一
旦有厂商率先应用性研发成功，获得创新的技术
Tc ，那么研发竞赛就结束（K. miyugi ma，Y. ohno，
2002）。根据前面得到的结果，率先应用性研发成功
的厂商预期获得的利润为Kc =
1
4 MO
2
hAS。厂商i
根据预期的Kc 和自身的研发效率Si 决定应用性
R &D 的努力Xi ；整个市场中参与该应用性 R &D
竞赛厂商的数目由参与厂商零预期利润决定。
2 . 竞争均衡
根据前面的假设4，厂商从事的引进技术的应
用性研发何时成功是一随机事件，换句话说，随着厂
商投入引进技术应用性研发的努力越多，厂商预期
的应用性研发成功所耗费的时间将越短，并且厂商
也根据自己的预期做出行为选择。
定义厂商i 对引进技术应用性研发成功的预期
时间为E（hi（Ii ）），则根据假设4 我们可以得到：
E（hi（Ii ））=（SiIi ）-1 （7）
现在假设市场上存在7 家厂商均从事引进技
术的应用性研发活动，根据假设4 和假设6 我们可
以得到t 时刻厂商i 在该研发竞赛中拔得头筹的概
率为：
｝t01｛hi = t ｝H
7
羊i
1｛h ＞t ｝dz
=
（1 -exp（- 】
7
=1
S I t ））SiIi
】
7
=1
SiIi
（8）
假设贴现率为T ，那么根据上式，我们进一步可
以得到厂商参与该研发竞赛预期的净利润为：
E（Ki ）= ｝ 0SiIiexp（-Tt - 】
7
=1
S I t ）Kcdt -Ii -S
= Si
IiMASO2h
4（T + 】
7
=1
S I
-Ii -S （9）
厂商i 根据预期净利润最大化决定应用性研发
的努力，因此有：
dE（Ki ）
dIi
=
［（T + 】
7
=1
S I ）Si -S2iIi ］MASO2h
4（T + 】
7
=1
S I ）2
-1 =0
（10）
同时，市场上存在的7 家厂商研发竞赛均衡时
各个厂商预期净利润为零，因此我们有：
E（Ki ）一S
iIiMASO2h
4（T + 】
7
=1
S I
-Ii -S=0 （11）
在此，利用对称性，假设市场中的厂商完全一
致。因此，我们根据上面两个方程我们可以得到应
用性研发竞赛达到市场均衡时的单个厂商研发行为
的决策，即投入应用性研发的努力I 一i ，市场上参与
该研发竞赛厂商总的数目7 一，以及市场总的应用
性研发努力X 一。它们分别为：
I 一i =
1
4 MASO
2
h。 S-S （12）
7 一= MASO2h／4。 S- T
Si（
1
4 MASO
2
h。 S-S）
（13）
X = 14 MASO
2
h -
1
4 MASO
2
h。 S- TSi （14）
结论1：单个厂商投入引进技术应用性研发的
努力与预期的产品市场利润同方向运动；与技术引
进费用运动的方向不确定；与应用性研发效率运动
方向无关。
从（12）和（5）我们可以得到：
SI 一i
SKc
＞0。显然预
期的产品市场利润越大，厂商投入引进技术应用性
研发的努力越多，即应用性研发成功后的利润越多，
厂商从事应用性研发的积极性更为高涨，投入更多
的努力；反之亦然。
结论2：技术引进费用与二次创新研发投入运
动方向不定。
从（12 ）也可以得到：（!）当 MASO2h ＞16S时
SI 一i
SS ＞0
；（"）当 MASO2h ＜16S时
SI 一i
SS ＜0
。引进技
术的费用与厂商对其进行应用性研发而投入的努力
是同方向运动抑或是反方向运动则需要看引进技术
费用与应用性研发成功所能获得的市场利润的相对
大小。厂商引进技术并对其进行相关的应用性研发
的目的在于有利可图，因此产品市场的预期利润至
少要能够弥补技术引进的费用和投入应用性研发的
努力；并且每个厂商都希望能够在研发竞赛中抢先
16
撞线占有先机，凭此获得率先研发成功带来的利润。
因此在情形（!）中技术引进费用相对较小时，厂商
希望凭借应用性研发努力的投入的增加缩短预期的
研发成功时间，加快研发成功的速度，此时应用性研
发投入的努力和技术引进费用同方向运动；而在情
形（"）中随着技术引进费用相对增大到一定程度时
（MASG2h =l6S），引进技术并应用性研发成功所获
得的市场利润逐渐减少，这将导致厂商进行应用性
研发的积极性下降，投入到研发中的努力减少。
另外，我们从（l2）中可以看到厂商投入应用性
研发的努力与研发效率无关。这结论看上去有点奇
怪，但是我们需要指出的一点是：在我们的模型中我
们讨论的是一种对称型的研发竞赛均衡。该结论是
在我们假设了市场中每个厂商的研发效率是相同条
件下得到的。既然每个厂商的研发效率相同，那么
对于单个厂商来说在该研发竞赛进行行为决策时对
其不予考虑应该是理所当然的。但是，从整个市场
来看，研发效率对总的应用性研发努力的投入是有
重要的影响的，我们将在下面对此进行说明。
结论3：整个市场中引进技术并参与应用性研
发竞赛的厂商数目随技术引进费用反方向运动、随
研发成功预期的市场利润和研发效率同方向运动。
根据（l3）和（5）可以得到：
Sx !i
SKc
"0（Kc 足够
大），Sx
!
i
SS #0
（Kc 足够大），
Sxi !
SSi
"0。对应用性研
发成功所获得的市场利润的期望值越大，厂商对参
与该研发竞赛的兴趣也越大，更多的厂商将加入到
该研发竞赛中；研发效率越高，研发成功时间的期望
更短，也会吸引更多的厂商参与该研发竞赛；而引进
技术的费用越高意味着这相对的收益将变小，从而
参与研发竞赛的厂商会更少。对于每个理性厂商来
说，追求利润最大化是其行为选择的出发点，技术引
进费用越少和研发成功面对的产品市场利润越大都
意味着研发成功所带来的净利润越大，因而市场可
容纳的厂商数目也较多；研发效率的提高表示在相
同的研发努力投入，研发成功的机会更大，因此更多
的厂商愿意引进技术并参与研发竞赛也不足为怪。
结论4：市场中总的应用性研发努力的投入不
仅和技术引进费用与研发成功对应的产品利润大小
有关，同时与厂商的研发效率也有关系。
从（l4）我们可以看到，影响整个市场投入到该
引进技术应用性研发竞赛的努力与单个厂商投入到
该应用性研发竞赛的努力因素略有不同。技术引进
费用和研发成功对应的产品市场利润对整个市场总
的应用性研发努力的投入的影响和他们对单个厂商
应用性研发投入的努力的影响相一致，不过市场中
厂商研发效率也对研发努力的投入产生作用。随着
研发效率的提高，市场总的应用性研发投入也会随
之提高。
结论5：消费群中偏好质量的消费者比例越高，
越有助于厂商二次创新研发投入的提高，对厂商参
与该专利竞赛也更有吸引力，促进整个社会的二次
创新投入水平。
根据（l2）和（l3）有
Sx !i
SM "0
，和Sn
!
SM "0
。
参与该专利竞赛的厂商数目及厂商应用性
R &D 投入都随顾客群中偏好质量的消费者比例上
升而增加。当越来越多的消费者更注重追求高质量
的产品，完美的外形和精致的服务。厂商承受来自
顾客方面对产品品质的压力不断增大，同时源于技
术创新的产品品质优势带给厂商的利润也更为丰
厚。更多的利润吸引更多厂商的参与，更激烈的竞
争压力引导厂商更多的应用性R &D 投入。波特
（2002）在论及日本音响业的竞争优势时就曾指出，
内行而挑剔的客户是厂商创新活动的重要推动力。
伴随着厂商数目和厂商自身应用性 R &D 投入的
增加，整个社会的 R &D 投入必然增大，这也将促
进引进技术的二次创新速度。
三、外溢效应
厂商的R &D 行为虽然是一种个人行为，然而
个人的R &D 产生的成果在一定程度上却是以知
识的形式表现出来。这使得厂商不可能完全占有自
己R &D 的成果。因此，厂商R &D 外溢具有的公
共产品性质，对厂商R &D 行为的决策有着很重要
的影响。
下面我们将在前文讨论的基本模型中加入
R &D 溢出效应，进一步分析存在R &D 溢出效应
情形下厂商行为的选择：市场均衡下从事技术引进
及相应应用性R &D 活动的厂商数目；厂商最优的
R &D 努力投入。出于处理的简化和表述的简洁，
我们仍采用对称模型对该专利竞赛进行分析。
在这里，根据（6）式我们可以得到厂商i 在研发
外溢效应环境中厂商I 应用性研发的分布函数为：
26
P｛hi（Ii ）二t ｝=1 -exp［- i（Ii + 】
7
羊i
I ）t ］，0二 二1
（15）
其中 为外溢系数，用以度量厂商R &D 成果
外溢程度。当时 =0，厂商的R &D 行为完全不存
在外溢效应；当 =1 时，厂商的R &D 行为存在完
全的外溢效应。在 D’Aspremont & JacCuemi n
（1988）的一篇讨论 R &D 外溢效应的经典文章中
对厂商获得R &R 外溢效应的描述就是通过以线性
函数的形式将其他厂商 R &D 努力水平部分内化
为自身的R &D 努力投入水平，并且此后有大量的
文章仿效该种描述，例如 B. cassi nan et .（2002 ），
Ruff（1969 ）等。但是在 M. I . kamien &I . zang
（2000）一文中采用指数函数的形式来刻划该外部
R &D 努力内化的过程，不过在一定的条件下他们
的模型也可以退化成线性函数。
根据（9）和（5）式我们可以把厂商的预期利润改
写为：
i =
iIi c
i［1 +（7 -1） ］】
7
1
Ii + T
-Ii - （16）
同样，根据厂商追求利润最大化得到厂商个人
最优努力决策为：
G i
GIi
=
i c｛ i［1 +（7 -1） ］】
7
1
Ii + T ｝- 2i［1 +（7 -1） ］Ii c
｛ i［1 +（7 -1） ］】
7
1
Ii + T ｝2
-1 =0 （17）
另外，市场均衡的厂商零利润条件为：
iIi c
i［1 +（7 -1） ］】
7
1
Ii + T
-Ii - =0 （18）
定义厂商均衡时应用性R &D 努力为I
八
，因为
对称性假设，所有的厂商应用性 R &D 努力相同，
所以我们这里省略了下标；并且记均衡时市场中的
厂商数目为I
八
。
根据式（17）和（18）我们可以得到：
I
八
=（7
八
-1） （19）
7
八3 + （1 - ）7
八2 = c （20）
结论4：R &D 外溢效应与单个厂商从事技术
引进及其二次创新活动的积极性反方向运动；与整
个社会引进技术的二次创新速度同方向运动。
证明：根据式（20）有：
G7
八
G
= 7
八
-7
八2
3 7
八
-2（1 - ）
二0 （21）
GI
八
G
=
（7
八
-7
八2）
2（1 - ）+ 3 7
八二0 （22）
因此，我们可以看到R &D 外溢效应对从事技
术引进及应用性R &D 竞赛的厂商数目和厂商应用
性R &D 努力投入的积极性都有抵消作用。一般
说来，R &D 外溢具有双重性质。一方面，厂商自身
的R &D 部分成果不可避免被竞争对手免费获得；
另一方面，对手的R &D 部分成果也可以得来全不
费功夫，被转化为自身得R &D 活动。但是这一切
给竞争厂商带来的却是更多的不确定性，易引起厂
商对预期利润的不甚乐观，从而引致在R &D 投入
方面的缩水。由此造成整个市场中参与该专利竞赛
的厂商数目也随之减少。
根据（15）式我们可以得到外溢情形下，社会引
进技术二次创新的所需的最快预期时间为：
EhS（I ）=｛ 】
7八
1
Ii［1 +（7
八
-1） ］｝-1 =
7
八
c （7
八
-1）
（23）
并且有GEh（I ）
G
＞0，G
2Eh（I ）
G 2
二0。
根据（7）式和（12）式我们可以得到不考虑外溢
情形下，社会引进技术二次创新的最快预期时间为：
Eh（I ）=（ I 。i ）-1 =
1
（ c。 - ）
（24）
比较（23）和（24）式，容易证明：当 c ＞1 时，
EhS（I ）＜Eh（I ）D。
外溢效应有助于缩短对引进技术二次创新的周
期。虽然，一方面外溢效应引起社会整个R &D 投
入水平的下滑；但是另一方面却对厂商已有的
R &D 投入水平有放大作用，不仅抵消整个 R &D
投入下滑带来的负面影响，而且导致厂商R &D 投
入水平实质上的提高。因此，我们可以看到，通过外
溢效应，厂商分享彼此 R &D 成果，全社会能以较
小的成本———更低的R &D 投入，获得更大的收益
———引进技术二次创新的速度加快。并且我们还可
36
! 取 n
。
n 。-1
＞1
能看到引进技术二次创新的速度随外溢水平的提高
而加快。
四、结 论
发展中国家，大力引进发达国家已有的先进技
术，对其进行消化、吸收，加速自身研发能力水平的
积累，并对引进技术进行二次创新，谋求与发达国家
竞争的砝码，然技术引进是否诱发厂商研发的惰性，
导致研发投入的下降；抑或为了有效吸收引进的技
术而加大研发投入的力度，即二者之间是一种替代
关系还是一种互补关系一直颇具争议。在本文给出
的理论模型中，我们可以明确地看到：二者之间不存
在某种单一的关系，在技术引进费用较之二次创新
所获利润较小时，两者呈现出互补关系；倘若技术引
进费用较二次创新所获利润较高时，双方则表现出
替代关系。技术引进费用过高，二次创新的收益相
对减少，厂商自然缺乏足够的激励加大研发的投入。
由于 R &D 外溢效应的存在，厂商应用性
R &D 行为面对的风险增大，因而随着外溢效应的
增大，厂商将减少对引进技术的应用性 R &D 投
入；同时整个市场中参与技术引进及其二次创新的
厂商数目也随之减少。但是，通过外溢效应，厂商在
一定程度上可以共享彼此 R &D 成果，个人的
R &D 努力被放大，从而导致二次创新速度的加快。
因此，我们看到R &D 外溢效应促进了整个社会的
福利：全社会利用较少的投入更快地实现引进技术
的二 次 创 新 速 度。Nighti ngale（1998 ），Ashish
（1996），Robert &Tij ssen（2001 ）都曾指出“默会知
识”（tacit knowledge）的扩散是影响R&D 外溢效应
的重要因素之一。“‘默会知识’是事实层面上的知
识，隐藏于实践技能中，难以恰当表述，占人类知识
的大部分，只有独立的个体以及小集体才能运用默
会的局部知识”（哈耶克，2001）。因此，R &D 活动
在空间上的相对聚集有助于“默会知识”的扩散，促
进R &D 的外溢效应的提高，从而推动整个经济的
创新能力。所以，对发展中国家而言，在积极引进发
达国家的先进技术，并对引进技术进行二次创新的
同时，通过建立科学园、技术城形成区域的创新网
络，可以加快二次创新速度，推动国家整体创新水平
的快速发展。
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