考虑行业增长与兼容性的技术标准竞争

杜玉申，刘梓毓

（1.吉林大学数量经济研究中心；2.吉林大学商学院，吉林长春 130012）

1 研究背景

技术标准是指人们就重复出现问题的解决办法达成的协议，其管辖范围内的所有元素（产品、流程、格式等）都必须遵循此协议［1］。许多市场都面临着强烈的标准化趋势，即单一技术标准胜出，其余技术标准消失，这就是技术标准竞争［2］。随着复杂技术系统的发展以及网络型产业的兴起，技术标准问题已经上升至企业管理的战略层面，成为影响企业竞争优势、决定企业市场地位的关键因素［3］。技术标准竞争的成败，不仅影响着企业自身的兴亡，更影响着利润在产业乃至国家之间的分配。近年来，中国企业逐渐认识到主导技术标准的重要性，并在诸多领域广泛地参与到技术标准竞争中，但大多数技术标准仍然由发达国家所掌握，技术标准已经成为制约中国企业提升价值链地位的重要因素［4］。为了应对日益激烈的技术标准竞争，中国政府将推动技术标准建设作为发展战略性新兴产业的关键举措，这对开展相关理论研究提出了迫切的需求［5］。

基于标准化过程的参与者类型，Wiegmann等［6］识别出3种基本的标准化模式，即基于政府的标准化、基于协会的(committee-based)标准化和基于市场竞争的标准化［7-13］。其中，基于市场竞争的标准化描述了不同技术及其拥有者在产品市场中竞争，直至形成事实标准(de facto standard)的过程［6］。在现实情境中，协会（亦称“标准制定组织”)或政府部门在制定正式标准(de jure standard)时大量采纳市场中已经出现的事实标准［14］，所以，研究基于市场竞争的标准化是理解各种技术标准化过程的基础。

早期研究技术标准竞争的相关文献普遍采用新古典经济学的基本假设，即行为人完全理性且具有确定的收益函数，从而可以确切地计算出决策的结果［15］。例如，Katz等［16］使用静态的双寡头垄断模型研究了存在网络外部性的市场，该模型的基本结论就是网络外部性导致了需求侧的规模经济，由于网络外部性的存在，通过完全竞争来形成统一标准是低效率的；Farrell等［17］将网络外部性纳入企业收益函数，发现当信息不完全时市场会陷入“标准化不足”或者“标准化过量”的困境中；Church等［18］将最终用户侧的网络效应与互补品厂商侧的网络效应同时加入模型，证明了软件供应商对硬件标准化的影响。但因为模型中没有纳入初始状态和系统演化路径，这些研究通常得到多个均衡，且无法判断究竟哪个均衡代表了技术标准竞争的结果。

近年来随着演化经济学的兴起，演化博弈方法被广泛地应用到技术标准竞争的研究中，由于放宽了早期研究的基本假设，模型分析结果更加贴合现实。例如，Shy［19］使用世代交叠模型(OLG)研究了技术质量与网络规模对技术标准竞争的影响，发现如果用户将技术质量与网络规模视作互补则新标准不会被采纳，反之新标准则会取代原有标准成为主导性技术标准；Auriol等［20］使用复制子动态方程分析了用户的技术兼容性偏好如何影响不同质量的技术标准在竞争中胜出的可能性，证明当用户对不兼容表现出厌恶态度时，市场可能会被锁定在劣质标准中；Tomochi等［21］使用了空间博弈的研究框架，假设消费者会模仿最成功的邻域消费者策略，发现在全局网络外部性与邻域网络外部性共同的作用下，不同的技术标准可以达成共存的局面。然而，这些研究大多只关注市场演化最终将会达到什么样的均衡状态，而对于到达均衡状态的过程则讨论很少，所以并不能清晰地描述市场演化不同阶段的动态特征。

本文承接前人的研究框架，使用演化博弈的方法分析技术标准竞争的过程及结果：给定两种产品的顾客让渡价值以及互相之间的兼容程度，有限理性的用户通过比较当前决策收益与群体平均收益来进行下一期决策，市场初始状态、产品让渡价值与兼容性共同决定了技术标准竞争的结果。与前人的研究相比，本文可能的贡献在于：（1）同时考虑新用户进入与现有用户转移两种机制，提出了“增长效应”与“竞争效应”的概念，指出了在技术标准竞争的不同阶段，两种效应发挥作用的程度是不同的，因而影响竞争的因素也是不同的。（2）将兼容性作为博弈参数，从而解释了网络效应与产品让渡价值在标准竞争中的相对重要性。

2 模型假设

假设行业中存在着A、B两种产品，分别代表了两种不同的技术标准，产品A、B的质量分别为φA、φB，价格分别为pA、pB。r∈［0，1］表示两种产品的兼容性：r=1为两种产品完全兼容；r=0为完全不兼容。用户可以选择技术标准A（使用产品A，记为策略A）、技术标准B（使用产品B，记为策略B）或不选择任何一方（不使用任何产品，记为策略O）。博弈互动发生在用户群体内部，用户效用取决于其选择的策略（A、B或O）以及在随机配对机制下遇到的另一个用户的策略。

具体来说，用户效用等于产品让渡价值与网络效用之和。产品让渡价值是指用户从其所购买的产品本身获得的效用，即经济学中所说的消费者剩余，它等于产品质量（或者说用户愿意支付的最高价格）与产品销售价格之差，即vK=φK-pK，K∈{A，B}。网络效用是指使用某一产品的用户从使用同种产品的用户那里获得的效用，使用同种产品的其他用户越多，该用户获得的网络效用越大。例如，与特定用户使用同一办公软件的用户越多，可以与之交换文档的对象就越多，因而效用也越大。本文假定，当两个使用同种产品的用户相遇时，双方获得的网络效用均为1；当两个使用不同产品的用户相遇时，双方获得的网络效用均为r，即两种产品的兼容性越好，双方获得的效用就越大；当相遇的两个用户中存在未使用任何产品（即选择了策略O）的用户时，双方获得的网络效用均为0。

基于上述假设，当产品A的用户遇到另一个产品A的用户时，其来自网络外部性的效用为1，来自产品A的让渡价值为vA=φA-pA，于是总效用为uAA=1+vA。类似的，可以计算出各种相遇情形下给定用户的效用。用户1的效用函数如表1所示。

表1 用户选择不同技术标准策略的支付矩阵

3 模型求解过程

演化博弈方法遵循“支付矩阵—适应性函数—演化动态方程—不动点—不动点稳定性及收敛域”的逻辑过程。

3.1 适应性函数

适应性函数反映了博弈参与人选择某种策略的期望效用。根据模型假设（见表1），使用产品A的用户遇到同样使用产品A的用户时，其效用为uAA；遇到使用产品B的用户时，其效用为uAB；遇到未使用任何产品的用户时，其效用为uAO。上述3种情况发生的概率分别为因此，产品A用户的期望效用，即适应性函数为：

产品B用户的适应性函数为：

未使用任何产品的用户的适应性函数为：

3.2 演化动态方程

3.3 不动点

同时令式（4）（5）等于零，解方程组可以得到3个或者4个复制动态均衡点（即不动点），具体结果因参数条件而异，具体见表2。复制动态均衡点的内涵是：在式（4）（5）所规定的演化动态机制下，当系统状态处于该点时，不会继续向其他状态转移，因此称为不动点；但是，如果系统受到变异性策略的冲击，即用户群体中某些个体不按照给定的演化动态机制选择策略，必然导致系统状态偏离不动点，在这种情形下，系统能否回到原来的状态，需要进行稳定性分析。

表2 不同参数条件下用户选择不同技术标准策略的博弈演化不动点

3.4 不动点的稳定性及收敛域

本文使用演化稳定(ESS)的概念来分析上述各个不动点的特征。所谓的演化稳定是指，当系统受到变异行为（策略）的冲击偏离不动点后，在演化动态机制的作用下重新回到该不动点的性质。Friedman［23］的研究证明，可以通过分析演化动态方程的雅可比矩阵来判定给定不动点的稳定性。对应的雅可比矩阵为：

该矩阵的行列式为：

该矩阵的迹为：

表3 用户选择不同技术标准策略演化动态方程不动点的稳定性

视模型参数条件不同，各不动点的稳定性及其收敛域也不同，概括起来，可以分3种情形：

（3）情形3代表了与情形2完全相反的情形，见图1（c），不再赘述。

图1 不同参数条件下用户选择不同技术标准策略的系统演化路径

4 讨论与启示

4.1 产品让渡价值和兼容性对竞争结果的影响

产品的质量和价格共同决定了产品让渡价值，因为质量、价格与产品让渡价值的关系是显而易见的，不须展开讨论，所以下文直接讨论产品让渡价值和兼容性的作用，以缩短逻辑关系链的长度。比较式（1）（2）（3）可知，用户选择A或B的期望效用总是大于不选择任何产品的期望效用，所以博弈的实质是用户在A与B之间作出选择。式（1）减式（2）可得，用户选择A与B的期望效用差为：其中：代表两种产品的让渡价值差；代表两种产品的网络效用差。网络效用差取决于两种产品的用户网络规模之差与单位用户带来的网络效用差分析的成分可以看出，当增大并逐渐接近1时，用户选择产品A和B所获得的网络效用差趋于0，期望效用差更多取决于产品让渡价值差。也就是说，技术标准的兼容性越强，产品让渡价值在竞争中的作用就越大；反之，网络效应的作用就越大。这一点可以从下文的具体分析中得到证实。

综合上述讨论可以看出，兼容性在技术标准竞争中发挥着关键的作用。当两个技术标准的兼容性较高时，每一方的用户都可以从对方的用户网络中获得效用，这就从网络效用方面提升了两个标准的同质性，因而加强了它们之间的竞争性，在这种条件下，产品让渡价值就成为决定竞争结局的关键因素；当两个标准的兼容性较弱时，两个产品的用户网络是相互隔离的，每一方的用户数量都成为其自身竞争力（网络效用）的来源，在这种条件下，市场的初始状态是影响竞争结果的关键因素。

4.2 增长效应和竞争效应对竞争过程的影响

上文主要分析了最终均衡状态的影响因素，现实中，很多技术标准竞争仍处于向均衡演化的过程之中，处于这种非均衡状态的技术标准主导企业(sponsor)需要理解这一过程，因此，我们需要提供一些有解释力的概念来分析系统状态的演化轨迹。注意图1（a）中经过点M的演化轨迹，因为初始状态点位于连线的下方，可以预期系统状态最终会收敛于产品A独占，即点但是，在到达点M（演化轨迹与45度线切点）之前，系统状态却是沿着的方向移动的。也就是说，在最终实现优质产品独占之前，劣质产品可以表现出更强劲的市场增长。现实世界中也经常出现这种情况，例如19世纪末20世纪初的美国电力市场，爱迪生电气公司采用直流供电，在市场演化的初期拥有大量的市场份额，但是直流电具有成本高昂、无法远距离传送、无法驱动大型设备等缺点，属于劣质产品，西屋电气公司采用交流供电，交流供电能够弥补直流供电的缺点，因此能够在市场演化的过程中逐步取代直流供电系统。这一现象值得深入发掘。

观察本文模型的数值模拟结果（见图2）可以发现，不论参数条件如何，也不论系统初始状态如何，所有的演化轨迹都可以划分为两个阶段：（1）市场增长阶段，两种产品的市场份额都呈增长趋势，表现为演化轨迹向右上方延伸；（2）市场饱和阶段，一种产品的市场份额增加而另一种产品的市场份额减小，表现为演化轨迹向左上方或右下方延伸。

图2 不同参数条件下用户选择不同技术标准策略的系统状态演化轨迹

市场增长阶段的主要动力机制是场外用户的进入，市场饱和阶段的主要动力机制是两种产品争夺已进场的用户，这一点可以从变形后的演化动态方程观察到。重新整理式（4）（5）得：

式（9）表明，产品A市场份额的增长率由两部分构成。其中，代表场外用户进入市场并选择产品A所带来的增长率，该增长率取决于用户选择产品A的期望效用与留在场外的保留效用之差以及当前状态下场外用户所占比例代表用户从产品B转到A所带来的增长率，该增长率取决于用户选择两种产品的期望效用之差以及当前状态下产品B的市场份额。式（10）表达了类似的含义。

可以把式（9）（10）改写成市场份额增量（而非增长率）的形式：

定义由外部用户进入引起的产品市场份额的增量为该产品的市场增长效应，由用户转移引起的产品市场份额的增量为该产品的市场竞争效应。产品A、B的增长效应分别为：竞争效应分别为：我们看到，增长效应总是正值，而竞争效应总是一正一负且绝对值相等，表示一种产品新增的份额正是另一种产品失去的份额；且在市场增长阶段（即较小时），较大而较小，表明此时增长效应起主导作用，而在市场饱和阶段（即较大时），较小而较大，表明此时竞争效应起主导作用。

分析增长效应和竞争效应随系统状态变化的情况，可以解释各种市场状态演化轨迹，包括上文提到的图1（a）中经过M点的演化轨迹。

4.2.1 增长效应

如上文所述，增长效应总是正值，这源于本文关于使用产品的效用总是大于留在场外的效用这一假设（见表1），但是，受网络效用的影响，当系统处于不同状态时，A与B的增长效应可能是不同的。下文对此展开分析。

考虑到式（1）（2）两式，计算A、B的增长效应之差可得：

4.2.2 竞争效应

（2）情形3是情形2的对称情形，这里不再赘述。

图3 用户选择不同技术标准策略演化中增长效应和竞争效应随系统状态的变化

4.2.3 增长效应和竞争效应的综合效果

基于上文关于增长效应和竞争效应的分析，我们就很容易理解各种情形下市场演化轨迹了。

（1）情形2，见图1（b）或图2（b）：市场演化轨迹的特点是，早期演化轨迹向右上方延伸，表示两种产品的市场份额都有所增长，然后演化轨迹转而向右，继而向右下方延伸，表示产品B的市场份额停止增长且开始减少的同时产品A持续增加；因为增长效应总是正值，见图3（a），产品B总是能从场外获得用户，但由于其竞争效应总是负值，因而又不断地被产品A夺走用户。产品B的市场份额是这两种效应综合作用的结果。在市场演化的早期，因为市场远未饱和，增长效应可以抵消竞争效应，因而总体上产品B的市场份额是增加的；到了市场演化的晚期，市场接近饱和，增长效应不足以抵消竞争效应，因而总体上产品B的市场份额开始减少。注意在图2（b）的左上角，演化轨迹的斜率可以超过45度，表示产品B的市场份额增加速度超过A产品，这是因为在左上角，产品B的增长效应大于产品A并且增长效应是影响竞争的主要因素。

（2）情形1，见图1（a）或图2（a）：综合图3（a）所示的增长效应和图3（c）所示的竞争效应，可以将状态空间划分为3个部分（见图4）。当初始状态位于左上方竖直条纹区域时，且，即产品B的增长效应大于产品A，且B总是抢夺A的用户，因而在整体上B的市场增速总是大于A，最终导致产品B独占市场。当初始状态位于右下方水平条纹区域时，且即产品A的增长效应大于产品B，且A总是抢夺B的用户，因而在整体上A的市场增速总是大于B，最终导致产品A独占市场。当初始状态位于图形中间的空白区域时，但即产品B的增长效应大于产品A但A总是能抢夺B的用户，从而使综合效应呈现出比较复杂的局面。具体来说，如果初始状态位于点连线的左上方，则市场演化轨迹与竖直条纹区域相同；如果初始状态位于该连线的右下方，则竞争的早期阶段产品B的市场增速超过A，但最终会收敛于产品A独占市场。这是因为在该区域内，产品B的增长效应大于产品A，而竞争效应小于产品A，所以在市场演化的早期增长效应起主导作用时，产品B拥有更快的增速，而在市场演化的晚期竞争效应起主导作用时，产品A实现独占市场。这就是图1（a）中通过M点的轨迹所描述的情况。

图4 用户选择不同技术标准策略演化情形1中的增长效应和竞争效应

4.3 管理蕴含

本文的模型证明，提升产品让渡价值（提高质量、降低价格）总是有助于在技术标准竞争中获胜的，但提高质量通常意味着提升成本，因而也就没有了降低价格的空间。基于模型分析结论，可以提出如下决策建议。

4.3.1 是否应该选择技术兼容

低让渡价值的技术可以选择不兼容高让渡价值的技术，避开基于让渡价值的竞争，从而提高在竞争中获胜的可能性。以的情形为例，如果两种技术的兼容性较高，则会出现图1（b）所示的结局，技术B最终将被排挤出市场；但如果B减少与A的兼容性，给定其他参数不变，演化博弈的情形将转换成图1（a），在这种情形下，技术B有可能最终实现独占（存在着一个面积不为零的收敛域）。相反，高让渡价值的技术应该主动与低让渡价值的技术兼容，打通两种产品的用户网络，然后发挥自身高让渡价值的优势，将对方挤出市场。

4.3.2 培育市场还是争夺市场

关于增长效应与竞争效应的分析表明，劣质技术（均衡状态下将被挤出市场的技术）在市场达到均衡之前有可能增速超过优质技术（均衡状态下将占领市场的技术），面对这种局面，优质技术拥有者的反应往往是急于向对方发起攻击，以期抢夺对方的市场份额，但实际上，这种劣质技术增长较快的现象不过是市场增长阶段的过程性表现，一旦市场趋于饱和，在竞争效应的作用下，最终用户会转向优质技术。面对这种暂时落后的形势，优质技术拥有者所需要做的，应该是与劣质技术联手培育市场，尽快从增长阶段过渡到饱和阶段；同时，让自己的技术与劣质技术保持兼容，这样就可以在饱和阶段突出自身的让渡价值优势，抢夺对方的用户。

5 结论

本文使用A、B两种产品代表两种不同的技术标准，假设用户群体存在行为惯性但具有学习与模仿的能力，研究随着时间变化不同技术标准的市场份额，解释技术标准演化的动态过程，并预测市场均衡将会到达什么状态以及如何到达，得到如下结论：（1）兼容性越强，产品让渡价值在竞争中的作用就越大（此时可以理解为竞争发生在技术标准内部，双方通过产品让渡价值争夺用户）；兼容性越弱，网络效用在竞争中的作用就越大（此时可以理解为竞争发生在技术标准之间，双方通过网络效用争夺用户）。（2）引起市场演化的总效应可以分为增长效应与竞争效应。在市场增长阶段，增长效应起主导作用；在市场饱和阶段，竞争效应起主导作用。（3）当两种技术的让渡价值相差很大且兼容性很强时，具有较大让渡价值的技术总是抢夺竞争对手的用户，不论市场的初始状态如何，具有较大让渡价值的技术都将会占领市场。（4）当两种技术的让渡价值相差不大而兼容性较弱时，初始状态占优的技术会抢夺竞争对手的用户，初始状态的优劣由让渡价值和兼容性水平共同决定。

本文采用演化博弈的分析方法，同时将新用户的进入与现有用户的转移纳入模型，并通过拆分演化动态方程的方式，将引起市场演化的总效应分为增长效应与竞争效应，并系统地分析了不同初始状态下两种效应随着时间变化的此消彼长以及两种效应的综合作用，从而解释了优质技术标准占领市场前，劣质技术标准可以在一段时期内表现出更强劲的市场增长这一事实。此外，本文将技术兼容性作为博弈参数，在不同兼容性水平下分析了网络规模与让渡价值的相对重要程度，并基于此提出了相应的管理对策与建议。

本文未考虑用户在技术标准之间转换的成本，即假设转换成本为0，之所以这样假设，是因为本文的主要任务是使用演化博弈的研究范式分析市场演化的过程及结果，模型分析的重点在于两种技术标准市场份额的此消彼长，而非特定用户个体的购买决策，所以难以在其中加入转换成本这一参数。所以从适用条件来看，本文模型主要适用于低转移成本情形下的技术标准竞争，此时用户可以根据效用函数在不同的标准之间自由转换。为了使模型更加贴合现实，未来的研究还有待加入在演化博弈模型下技术标准竞争中转换成本对均衡的影响。