专利分散对创新及企业效益影响的博弈研究*

武汉纺织大学　罗恺　华中科技大学　袁晓东



专利分散对创新及企业效益影响的博弈研究*

武汉纺织大学罗恺华中科技大学袁晓东

摘要：在一些高科技领域中，过多的授予不同权利人专利权会导致专利权“片段化”问题的出现，这种“专利分散”现象会造成企业进一步创新和生产产品要支付过多的阻碍专利许可费，增加了企业的成本负担。为了研究专利分散对创新及企业效益的影响机理，本文构建博弈模型进行分析，研究结果表明：“专利分散”所导致的阻碍性专利的增加会使得企业利润缩小，消费者剩余下降从而影响到社会福利，给市场竞争带来负面效用。最后，结合博弈分析，提出了相关政策建议。

关键词：专利分散博弈模型阻碍性专利企业利润社会福利

一、引言

随着当今科技的突发猛进，专利日益成为企业竞争不可或缺的因素之一。就2009年度这一年，美国专利商标局（简称“PTO”）受理的专利申请文件高达485000超是以往20年的总和的三倍以上。其中有1200000万专利待定，实际上数量超过了过去十年的三倍。在2009年这一年一共授权了190.000万专利，这个数量超过了10年，有1800000万专授权专利，引发了大量专利囤积问题。同时，专利诉讼也超过了过去的十年，企业无论是遭受侵权或者侵犯别人的专利权败诉赔偿都使得企业蒙受了巨大的经济损失。大到国家，产业，小到企业竞争日常激烈，为了在市场上获取超额利润，国家，企业无不把科技创新作为头等大事，因此上专利成为企业竞争的有力武器，企业已经从以前的“专利一体化”转变到现在的“开放式创新”，以求更快更好的获得专利，但随之而来的问题也暴露出来了，依据美国的专利文件申请的规定必须注明引用的别人的专利，换句话说如果一项专利引用的别人的专利文献越多，那么这项专利侵犯他人专利，落入到他人专利保护范围的机会会很高，如果他引用的专利文献越多且这些引用的专利掌握在不同的专利权人手中很可能他的这一项专利技术侵犯多个专利权人的在先专利，随着每年专利申请量的不断增长，这种现象愈发的明显。

基于专利量和专利权人两个维度，本文给出“专利分散”的定义是指在特定技术领域内，专利量不断增加，专利由众多专利权人分别享有，这些权利人均享有排他权但不享有使用权，从而对于技术或相关产品的发展和制造形成阻碍。专利分散状态下的互补性创新将弱化创新，增加交易成本，阻碍竞争，降低社会福利。本文首先文献回顾分析了专利分散问题对高科技产业发展的不利影响；其次，构建博弈模型从专利分散产生阻碍专利影响创新以及专利分散对社会福利影响两个层面分析专利分散对企业发展的影响；最后，针对专利分散的影响，提出应对防范措施，为我国产业发展，减少不必要的损失提供参考建议。

二、文献回顾

“专利分散”导致涌现了大量专利权人，这些权利人很可能成为专利敲竹杠者（hold-up），Carl Shapiro（2010）表示专利一旦发现在保护期限范围内有被人侵权的情况发生，法院将颁布禁制令，生产商不允许生产侵权产品。同时他也指出当永久禁止令作为产权与专利联合的基础且持续的时间比较长；Timo Fischer，Joachim Henkel（2012）通过实证研究分析NPE在1997到2006年之间所掌握的392件美国专利，把它们与三组每组都是专利执行的公司所掌握的784件美国专利进行比较结果发现被交易的专利往往都是由NPE获得而非专利实体所获得，这种获取概率不仅在专利范围内而且在技术领域内专利密集的地带增长以及与普遍的认为相反，在专利的技术质量上也是不断增长。从上述学者的研究我们可以发现当今，专利虽然已经成为国家综合国力以及企业竞争的有力武器，但企业，国家过多的申请专利又必将导致专利和专利权人的泛滥，专利如每年如洪水般的增长，“专利流氓”，“专利holder”，“NPE”也将不断的涌现出，尤其是在一些技术密集，高科技产业的领域内，尤为明显。

根据WIPO的统计，在1978到2011年期间PCT专利申请的数量是最大的尤其是在医药技术领域。然而，这个数量如果把它放在整个专利申请只算是一小部分，它说明了PCT申请已经涉及到了许多技术领域而非只单一的一种，许多不同领域的专利申请量都在不断发生变化，例如在2011年，医药技术专利位居第三排在数字通信技术，电子机器后面。2000年到2011年数字通信专利PCT申请量的增长速度是前5位技术领域里最快的，在这个期间几乎是以超过4倍的速度在增长，2010年以来，数字通信PCT专利申请始终是位居前列的技术领域。

综上所述，我们可以得出在技术创新愈发受到重视的今天，专利分散导致各个专利权人可以说是“割据一方”使得权力出现了“片段化（fragmentation）”现象，由于现在的企业要缩短自己的研发周期，尽快的推出产品，抢占市场以前的“专利一体化”战略，对于“自主创新”就是理所当然的强调自己从研发到申请专利，自己在生产产品这种老观念已经不在适用当今的市场竞争，随着时代的发展，企业已经从这种“封闭式创新”的模式转变实行“开放式创新”战略，这就必须借助已有的专利技术，如果产品越复杂，需要的专利越多，专利技术许可发生的也就越频繁，专利的依赖程度越大。一方面，企业需要专利来激励创新，保护自己的合法权益不被侵犯，另一方面所需专利量过多又会导致研发的时候依赖的专利越多，需要获得许可的专利也就越多，企业支付的许可费很可能会超出其成本。法律意义上的保护专利的初衷是好的，但是过多的专利权的“分散”不仅使得自己要支付巨额的许可费而且还会抑制别人的研发创新，那么专利就不是在激励创新而是阻碍了创新。

此外，Dietmar Harhoff et al.（2004）认为”专利的分散”引发的“专利丛林“效应导致了专利诉讼和后授权效率的问题，这对于专利局来讲是一个极大的挑战，由于专利局授予专利时可能机制或其他的出了错，导致了很多”问题专利“的出现，那么其他人在使用这些专利时，专利使用费超出了他人的成本。两个方面可能导致了这样的原因：第一，公共产品的问题，企业通过专利来限制他人从中获利；第二就是许多专利申请人申请专利形成了专利丛林，导致了成本的提升；Graham，Harhoff（2009）研究表明专利”holder“如果掌握了大量的授权专利，他们所获得的利益相当于社会福利的损失，如果他们依靠这些专利所获得超额利润越多，社会福利损失也就越多。

如上述所说，“专利分散”现象的日益严重会加大“阻碍性”专利的数量，从而使得企业的技术创新被套牢，成本增加，进一步影响到了新产品的推广。那么何为“阻碍性”专利，Tirole（1988）.认为“阻碍性”专利会引发权利的“不确定性”以及“专利套牢”问题。“专利分散”会形成专利权的重叠，一项新的产品要想实现其商业化必须突破知识产权所带来的“层层关卡”，他认为这个过程很可能会导致企业技术创新的负面效应。随着企业专利量的每年不断提升，专利权的保护范围无限扩大，每年将不可避免的一些企业侵犯到外部的专利权，除非它根本不适用专利。有些企业为了避免诉讼或者受到专利“holder”的“阻碍性”专利的影响，企业可能只使用外围专利又或者在申请专利授权后，将其专利搁置一旁结果变成了“沉睡型“专利，难以进行商业化。实证研究表明美国和欧盟在生物、半导体和通信等复杂技术领域呈现专利分散趋势。为了解决互补性专利，产生了专利联盟；为了避免专利敲竹杠，催生了专利经营公司。但有时企业滥用专利战略，阻碍创新。

三、专利分散对企业研发创新影响的博弈分析

为了验证“阻碍性“专利是否对于企业技术创新造成影响，考虑构建一个”阻碍性“因子λ∈［0-1］之间，它的含义是随着λ值的增大代表着企业利用专利”阻碍“竞争对手的可能性也就越大，那么表示无论该企业拥有的专利量或多或少，它的竞争对手的技术或者专利落入到它的专利的保护范围的概率肯定是很大的，那么它的竞争对手为了避免侵权很可能会发展外围专利技术避开和它正面冲突，因此上研发周期会变长，企业的利润会缩小。对于模型的变量描述如表1所示。

表1　变量符号和描述

为了简化模型，还是假设市场上有两家企业1，2且这两家企业的产品是同质的，当这两家企业都采取“垂直一体化”战略，那么这两家企业都会相安无事，各守本分；如果其中的某一家采取“开放式创新”战略而另一家在得知了这个情况后，无动于衷，那么这家企业就会逐渐会被排除出垄断市场；如果两家都采取“开放式创新”战略，两家企业必将不可避免的陷入到“专利竞赛”当中，两家企业必将利用专利相互掣肘，打压对方，两家的利润必将受到影响，由此我们可以得出只有在两家企业同时使用专利的情况下，“阻碍效应”才会出现，根据上述阐述，我们可以得出在有“阻碍效应”存在的情况下，企业的报酬支付矩阵，如表2所示，在这里一律假设企业除专利以外的其他成本为0。

表2　“阻碍效应”存在的企业报酬矩阵

为了验证“阻碍性”专利对于企业技术创新的影响，我们在两家企业均采用“开放式创新”战略的期望报酬函数中加入“阻碍性”因子λ来证明，根据其对称性性质，这里只以企业1为例，企业2同企业1。企业1的原期望报酬函数为

将式（1）加入“阻碍性”因子λ可得（1-θ2）D+θ1θ2（λθ1λθ2D+λθ1（1-λθ2）M+ （1-λθ1）（1-λθ2）D）+（1-θ1）θ2λθ1D（2）

其中（2）式中的（1-θ1）θ2λθ1D表示企业1虽然没有成功阻挡企业2的竞争，但是还是由于“阻碍效应”获取了一部分利润。那么，对（2）式求λ的一阶偏导可得

∂E（Fs1|θ）/∂λ=-θ1θ2（M-2D）（1-θ2-θ1+2λθ1θ2）＜0（3）

由（3）式可得E（Fs 1 |θ）为λ的减函数，由函数的性质可知，E（Fs 1 |θ）随着λ的增加，而减小，换句话说“阻碍性”专利越多，对于企业来讲技术创新越艰难，企业研发投入的期望报酬越少。除此之外，“阻碍性专利”还起到了限制企业进入特定技术领域内，由上述模型可知，“阻碍性”专利越多，同质产品的企业在这个领域内竞争就越激烈，可上升的利润空间也就越小，因此一些小企业就逐渐的被排除出这个市场范围之外，从而去开发新的外围技术，那么必将导致它的研发周期加长，利润暂时受到影响；不仅如此“阻碍性”专利还浪费了企业和公共资源，减少了社会福利和消费者剩余，这些专利的拥有者申请“阻碍性”专利其目地不是把它产品化，而是利用手中的这些专利打击竞争对手，本来一项好的技术可以推动企业，科技的发展，但由于专利权人对该项技术申请了专利保护，根据专利权的私权属性，这项技术其他人就不能在该专利规定的法定保护期内无偿使用，而该权利人又不持续创新，改进该项技术，别人又不能使用该项专利进行新的研发，本来是一件好的技术，由于这些种种原因，该技术不仅没有得到好的发展反而阻碍了进一步的创新，这不仅浪费了公共资源还影响到新技术的更新。

四、专利分散对社会福利影响的博弈分析

通过上述分析我们可以看出，“阻碍性”专利或者竞争对手的专利量过多，企业会逐渐被排除出这个市场，社会福利也受到了相应的影响。国内外许多学者都对“专利分散”引发的专利竞赛，企业市场行为和许可行为，以及它们如何对消费者剩余，社会福利造成影响有一定的研究，但是模型过于复杂，结果也不是很直观而且一些企业的研发数据属于企业的商业秘密很难收集，不具有一定的代表性，因此本小节利用博弈模型来分析“专利分散”问题是如何影响企业市场竞争和社会福利。

本博弈模型所涉及的专利均是已授权专利，现在不妨考虑一个由上下游两部分构成的市场，假设这个市场中的上下游企业信息是不对称的，因为上游企业假设是有两类专门从事专利许可的企业，即我们常说的NPE或者专利“holder”，“专利流氓”，我们命名为A，B类企业，下游是只有一类专门从事生产，制造的企业D（d1，d2，d3……dn），这类企业是无专利的企业。假设每家A企业（A1，A2，A3……An）和每家B企业（B1，B2，B3…..Bm）专利是“互补型”专利，每家A，B企业都各拥有n，m项下游每个D企业都需要的专利，可以说如果每个D企业不同时使用A，B类企业的专利它就没办法生产或者陷落到与A，B类企业专利侵权的案件中来，因此每个D企业使用n+m项专利才能支撑起该产业的发展，在不考虑一些特殊情况的条件下，我们可以看出D类企业如果过多的依赖于专利，那么它的产量价格受到上游专利许可价格的影响很大，而它们又不能左右上游的A，B类专门从事专利许可企业的许可定价，只能被动接受因此上，在包含了这三类企业的市场中，上下游市场可以说是信息不对称的市场，上游专利许可企业许可价格的制定完全是自己说的算，且成本为0，在这种情况下我们设在下游产品的反需求函数为，P=a-Q，a＞0，c为除专利许可成本以外的其他成本，市场需求量Q为所有D企业产量之和即Q=Σqdi。首先由上游市场A，B类企业同时各自自行制定专利许可费，假定每家A企业的专利许可费为lAi，每家B企业的专利许可费为lBi，假设上下游的企业均展开Cournot-Nash竞争，每个D企业的成本函数为

Cdi=c+ΣlAi+ΣlBi（4）

由此可以得到每个D企业和每个A，B企业的利润函数为

∏di=（a-Q- Cdi）qdi

∏Ai=lAiQ

∏Bi=lBiQ（5）

由d∏di/dqdi=0并利用逆向递归求解可得

qdi=（a-c-ΣlAi-ΣlBi）/n+1

Q=n（a-c-ΣlAi-ΣlBi）/n+1（6）

把（6）式带回（4）式，分别令d∏di/dlAi=0，d∏di/dlBi=0，解得A，B两类企业专利最优许可费为

ΣlAi+ΣlBi=a-c

∏di=0（7）

从（7）式可以看出，下游市场的D类企业竞争不是垄断竞争而是无数型同类厂商的竞争，是完全竞争。因此，下游市场是所有D类企业组成的完全竞争市场，因此

P= Cdi

Q= a-c-ΣlAi-ΣlBi（8）

将（8）式带回到（5）式令d∏Ai/dlAi=0，d∏Bi/dlBi=0，解得A，B两类企业专利最优许可费为

lAi=lBi=（a-c）/（n+m+1）（9）

下游D类企业的收益函数由此可得

ΠD=PQ=（a-c）［c+a（m+n）］/（n+m+1）^2（10）

由洛比达法则，可得

limΠD=a（a-c）/2（n+m+1）=0（11）

（n+m）→∞

由式（11）可知，当上游的这些专利许可企业也就是我们俗称的“专利流氓”，“专利holder”，NPE这些专利权人如果在上游专利许可市场过于密集，所掌握的专利数量过多，会造成专利权的“片段化”，由式（9）可知落实到每个专利权人的专利许可费会因为权利人过于密集，专利权的交叉重叠，许可费过于小，下游厂商因为无专利要向上游的专利许可企业支付巨额许可费，可能会逐渐退出这个市场，导致整个产业链都受到影响，削弱了产业的发展趋势。

将（8），（9）式带回（5）式可得，A，B每个企业的许可费收益

∏Ai=（a-c）^2/（n+m+1）^2

∏Bi=（a-c）^2/（n+m+1）^2（12）

由（8）式可求得，消费者剩余CS为

CS=∫Q0（a-Q）-PQ=Q2/2=（a-c）^2/2（n+m+1）^2

limCS=0（13）

（n+m）→∞

由式（12），（13）可得，社会福利SW为

SW=Σ∏Ai+Σ∏Bi+ΠD +CS=（a-c）^2［1+2（n+m）］+2 （a-c）［c+a（m+n）］/2（n+m+1）^2（14）

由洛比达法则可得

limSW=（a-c）（3a-c）/2（n+m+1）=0（15）

（n+m）→∞

由式（15）可知，在特定技术领域内，随着“专利流氓”等专利经营公司进入，它们利用手中的专利套牢无专利的厂商，在“分散“的专利市场上，下游企业必将把巨额的专利许可费用转移给消费者，从而消费者剩余减少，同时伴随着下游专业生产商的退出市场，上游的专利许可市场也会受到影响，从而整个社会福利减少。

终上所述，“专利分散“导致的”阻碍性“专利的出现以及过多的专利权的“分散“和专利权人的”分散“会导致企业利润缩小，消费者剩余下降从而影响到社会福利，给市场竞争带来负面效用。

五、结论与建议

（一）结论本文利用博弈模型分析了“专利分散”是如何“阻碍”企业的利润提升，以及如何影响企业竞争和对社会福利，消费者剩余的影响。专利分散的存在会抑制专利的创新激励作用，放大专利的垄断力量，并由此损害社会福利。博登海默曾说，法律的主要作用就是调和种种相互冲突的利益，无论是个人利益还是社会利益，在某种程度上必须通过颁布一些评价各种利益的重要性和提供调整这种利益冲突标准的一般规则方能实现。专利法的实质和其他法律一样，是为了保护一系列与专利制度相关的主体（包括专利拥有者，专利受让者，专利产品的消费者等）利益的平衡，从而实现社会正义，激发相关主体创新的热情，促进社会经济的发展。而专利分散问题导致专利权的滥用，破坏了社会利益的平衡。因此本文得出结论如果“阻碍性”专利越多可能降低竞争对手的利润空间；过多的专利权人和权利的“片段化”不仅会把无专利的制造商排挤出市场，还会影响到自己本身的利益；“专利分散”也降低了消费者剩余和社会整体的福利。

（二）建议为了应对专利分散产生的阻碍性专利的增多，促进专利商业化，除了在国家法规上面做出调整外，企业之间也可以自发联合起来使用专利，避免权利人之间的专利相互阻碍。例如，可以借鉴2008年1月由私人机构世界商业可持续发展委员会（简称“WBCSD”）与IBM，Nokia，Pitney Bowes和Sony共同推出了一项“生态专利共享”计划（eco-commons patent），通过“捐助”的方式使得专利供第三方免费使用，这样做的好处在于通过法律的形式避免任何一个共享的成员加强控制其专利权，不主张权利的专利不能被认为是无偿专利以及捐出的专利不能在公司的税收中扣除，捐出的专利自动免费给企业使用。然而捐助专利有一定的规定，捐助专利的企业可以利用共享机制来保卫企业的利益，即“防卫停止”（defensive termination）例如，如果使用共享专利的第三方利用自己的专利对抗捐助专利的公司，那么该公司可以终止捐助；还有一种可能是规定捐助者不能利用这个规则对抗另一个捐助者除非这个捐助者的专利的主要IPC分类是属于共享计划中规定的IPC分类。针对下游生产商面对专利分散带来的高额专利许可问题，本文认为有必要实行“专利集中战略”将专利集中起来进行管理以避免专利的过于分散给中小企业带来经济负担。本文建议运用“专利集中战略”的思想来构建一个类似于专利经营公司或者专利池的组织，那么在这个组织内必须包含了一些质量较高的专利，这个组织的资金投入可能非常庞大，不仅对专利量有要求而且对专利质量也有要求。其商业运作模式是上游的专利权人率先对专利市场价值做评估，然后许可给下游的生产商，下游的生产商把产品推向市场，获得利润与上游的专利权人一起分享，大家将专利拿出来集中管理共同经营这个组织；第二种集中策略就是当上游专利权人拒绝下游的生产商加入到这个组织，上游的专利权人自己组建一个类似于这样的专利经营公司或者NPE，然后成为价格领导厂商，自行决定专利的许可费，最终产品价格受到专利许可费的制约，两种“专利集中战略”构建如图1所示。

从图1中可以看出如果采用共同进行专利集中战略，那么无论是双方的利润还是专利收购率都优于仅有上游专利权人组成的NPE，且产品价格也低于后者，因为后者还要考虑专利的质量问题，因为上游的专利许可人不可能是按照企业要求的专利来许可，它一定是将手中好坏企业需要不需要的专利一揽子全部许可出去，虽然比企业向N个权利人支付许可费要节约不少成本，但是可供企业选择所需专利的余地就不如单独许可的策略，此外，构建一个像这样包含上游专利权人和下游生产商的类似于专利经营公司或专利池的组织，就必须考虑这个组织的运营成本，如何集中企业所需专利以及集中这些专利的成本，因为这个组织构成非常复杂庞大，规模比一般的专利池要大得多，且所需构建资金，运营周期均超过了一般的专利池，所以考虑政府和第三方资金的资助。

参考文献：

［1］袁晓东、孟奇勋：《开放式创新条件下的专利集中战略研究》，《科研管理》2010年第5期。

［2］袁晓东：《专利信托研究》，知识产权出版社2010年版。

［3］袁晓东、孟奇勋：《专利集中战略：一种新的战略类型》，《中国科技论坛》2011年第3期。

［4］U.S. Patent and Trademark Office，“Performance and Accountability Report，”Fiscal Year 2009，Table 2，Patent Applications Filed，available at http：//www.uspto. gov/about/stratplan/ar/2009/2009annualreport.pdf.

［5］U.S. Patent and Trademark Office，“Performance and Accountability Report，”Fiscal Year 2009，Table 3，“Patent Applications Pending Prior to Allowance.”

［6］U.S. Patent and Trademark Office.“Performance and Accountability Report，”Fiscal Year 2009，Table 6，“Patents Issued.”

［7］Carl Shapiro. Injunctions，Hold-Up，and Patent Royalties，American Law and Economics Review，2010.

［8］Timo Fischer，Joachim Henkel. Patent Trolls on Markets for Technology-An Empirical Analysis of NPEs'Patent Acquisitions，Research Policy.2012.

（编辑梁恒）

*本文系国家自然科学基金项目（项目编号：71373088）；教育部人文社科规划基金资助项目（项目编号：14YJA630074）；湖北省软科学项目（项目编号：2015BDF06 5）；武汉纺织大学科技创新计划（项目编号：153062）的阶段性研究成果。