独占、授权还是共享？①——存在随机产出风险的高技术企业专利运作战略研究

黄 河， 曾能民, 2， 徐鸿雁

(1. 重庆大学经济与工商管理学院， 重庆 400030; 2. 哈尔滨工程大学经济管理学院, 哈尔滨 150001)

0 引 言

随着供应链的全球化及研发、生产的专业化，采取合适的专利战略成为高技术企业关注的核心问题之一.在运作实践中，常见的专利战略有3种.第一，专利独占战略，即企业依靠技术优势制造先进的产品并垄断产品市场的战略行为.比如英特尔[1, 2]：依靠先进的技术，英特尔制造的芯片在2014年占领了服务器领域95%的市场份额，并创造了高达559亿美金的营收.第二，专利授权战略，即高技术企业不生产产品，而只做专利供应商.例如ARM公司[1, 3]：世界上几乎所有平板电脑的处理器都是基于ARM的构架，然而ARM并不生产芯片，而是将专利授权给诸如台积电[4]这样的具有丰富制造经验和成熟生产工艺的代工厂商，并通过收取专利授权费盈利.类似的，IBM、德州仪器、日立、柯达等企业也常在一些技术领域采取专利授权战略[5].第三，专利共享战略，即高技术企业把专利共享给其它公司，以便自己在生产上遇到问题时，可以由其它公司提供帮助.比如三星[6]：2015年，三星把当时最先进的14纳米制程技术共享给了战略合作伙伴——代工厂商格罗方德，随后它们联合获得了苹果iPhone 6s所搭载A9处理器的订单，其中三星是主供应商，格罗方德是后备供应商，即当三星遭遇生产问题时，由格罗方德提供供货帮助.除此之外，特斯拉、丰田等企业也常采用专利共享战略[7].

上述案例说明，独占、授权和共享战略在现实中具有广泛的应用.那么，对高技术企业而言，到底哪种专利战略更好呢？当企业采取独占战略时，需考虑启动成本和随机产出风险等因素.原因在于，随着企业分工的细化，专注于技术研发的企业可能并没有生产线，如ARM和早期的英特尔，因此当它们选择自己生产产品时，需要投入高昂的启动成本以建造厂房和购置设备.除此之外，鉴于高科技产品的工艺复杂性，专注于技术研发的企业往往生产上缺乏经验，工艺上不够成熟，这很容易导致随机产出风险[8].比如三星为苹果生产A9处理器时，良品率不足30%[9].而苹果、诺基亚、惠普、IBM等企业，都选择富士康代工而不愿自己生产产品，因为富士康拥有更丰富的生产经验和更好的生产工艺[10, 11].当企业采取授权战略时，授权专利的同时把零件的生产权也让渡给了代工厂商.尽管这样做可以节约启动成本并应对随机产出风险，但供应链的三方即供应商、代工厂商和制造商都有决策行为，它们决策时需确保自己拥有正的边际收益，这导致了供应链整体利润的损失，既往研究(如文献[12,13])将这种现象称为三重边际效应(Triple Marginalization).而共享战略是独占和授权战略的一种折中，它既可以应对供应风险也不会导致三重边际效应(高技术企业和代工厂商之间是一种合作关系)，然而其弊端在于引入了竞争.特别是当高技术企业在竞争中处于弱势时，共享战略给它带来的弊端更加明显.因此，如何在不同的专利战略之间进行权衡，主要取决于启动成本、供应风险、三重边际效应和竞争等因素.

在理论上，Horstmann等[14]探讨了企业是否为其创新成果申请专利的问题，发现企业只会把部分成果专利化，且研发过程所付出的代价越大，创新成果专利化的比例越高.Rockett[15]研究了专利授权对象的选择问题，发现创新者在专利保护期限到了之后倾向于把专利授权给较弱的企业以维持自己的竞争优势.Fauli-Oller和Sandonis[16]、Li和Wang[17]发现在竞争环境下，当一个企业把技术授权给竞争对手时可能会降低社会福利，因为技术授权行为会导致共谋.Arora等[5]对集中许可和分散许可两种专利许可方式进行了比较研究，其中集中许可指的是由母公司做专利许可决策，而分散许可指的是由各个子公司做专利许可决策.Hong等[18]比较了两种不同的专利许可费收取方式——固定许可费模式和单位许可费模式(即每生产一单位产品需要支付的许可费)，发现从消费者剩余的角度而言，固定许可费模式总是优于单位许可费模式，而对制造商而言这两种模式各有优势.类似的比较还出现在文献[19, 20]中.Tian[21]探讨了专利许可合同的设计问题，并提出了一种二部定价合同，它本质上就是固定许可费和单位许可费模式的结合.Hu等[7]分析了技术共享和技术不共享两种策略各自的占优条件，并发现尽管技术共享会加剧竞争，但也可以激励供应商为削减成本、提升技术和满足市场偏好而进行投资.Chen等[22]探讨了一个持有专利的零件供应商面对下游双寡头制造商时的专利许可策略，其中供应商可以按制造商产品销售价格的百分比计算知识产权许可费(即基于产品的策略)，也可以按零件批发价格的百分比计算知识产权许可费(即基于零件的策略)；研究发现，供应商对许可策略的偏好取决于市场规模、两个制造商的生产成本差异等因素.刘志等[23]针对高端产品和低端产品的差异化竞争，构建了高端制造商将再制造专利许可作为外部竞争要素情形的闭环供应链竞合决策模型，研究了消费者异质需求下再制造专利许可对闭环供应链生产决策、利润和环境效益的影响.金亮等[24]针对由专利持有企业、品牌企业及OEM厂商组成的系统，考虑不同企业之间存在需求信息不对称及企业社会责任承担，构建了专利授权和生产外包的两阶段博弈模型，分析了最优专利授权合同设计和需求信息披露策略及企业社会责任的价值.对于核心专利池，Tesoriere[25]研究了池的共享规则在防止套利方面是否足够稳定，以便池的成员没有交易专利的动机；研究表明，唯一的稳定规则是数值比例规则——为每个成员提供池的利润份额恰好等于池的专利份额.Sarmah等[26]研究了如下问题：制药商在第一阶段投入大量研发成本之后，带着新药进入发展中国家，但受到发展中国家的强制许可机制——允许仿制药制造商生产专利产品的仿制版本，以换取固定的专利许可费；当专利到期时，专利持有者和仿制药商之间将发生传统的价格竞争.研究发现，大部分情况下，仿制药商获得的利润高于专利持有者.Reisinger和Tarantino[27]分析了专利池向竞争制造商授权专利的问题，研究发现，池对社会福利的影响取决于行业结构：当没有制造商与许可方集成时，池是有利于竞争的，但纵向整合制造商的存在触发了一种新的权衡——纵向和横向价格协调，具体而言，如果纵向整合制造商所占份额很大则池是反竞争的，否则池是有利于竞争的.Gao等[28]研究了回收闭环供应链中再制造成本降低技术的专利使用策略问题，其中专利许可人(制造商)和被许可人(再制造商)同时在销售市场上竞争，并求出了最优的专利许可费.Bond和Saggi[29]建立了一个南北博弈模型，以评估当北方国家(发达国家)对质量增强型研发的投资受到其专利政策影响时，南方国家(发展中国家)对专利保护的激励；研究发现，南方国家的强制许可政策改善了该国消费者获取渠道，甚至可以提高创新和全球福利.Banerjee和Poddar[30]研究了潜在的被许可人不对称时不同的技术转让方式；研究发现，最佳的策略是在两家公司之间的成本差异相对于运输成本而言较小时，向两家被许可公司提供纯版税合同，否则仅向有效率的公司提供固定费用的许可合同.

既往文献涉及专利运作策略的研究较多(比如前面提到的文献[5,7,14～30]等)，然而针对独占、共享以及授权这3种常见专利战略的比较研究鲜有发现，而且当前探讨供应风险对专利战略选择影响的文献也几乎未见.现实观察启示我们想要回答，对于高技术企业而言，独占、共享以及授权哪种专利战略更好？对整条供应链而言，哪种专利战略可以实现供应链利润的最大化？供应风险在专利战略选择中起着怎样的作用？为回答上述科学问题，本文研究了存在随机产出风险时供应链上游高技术生产企业的专利运作战略问题.分别构建了3种最常见专利战略——独占、授权和共享下的供应链上下游决策模型.其中独占战略下，上游供应商自己生产零件并向下游制造商供货，但生产过程存在随机产出风险；授权战略下，供应商不生产零件但把技术授权给代工厂商并收取专利许可费；共享战略下，供应商把专利共享给代工厂商，当其随机产出实现且不能满足下游订单时由代工厂商来补足订单.研究发现，对供应商而言，若下游制造商面临的市场规模较小，则授权战略占优；若市场规模较大，此时哪种战略更好取决于其供应的可靠性：当可靠性较低时独占战略占优，当可靠性较高时共享战略占优.与分散决策相比，集中决策下授权战略占优的区间扩大，而独占战略占优的区间缩小.除此之外本文还发现，对供应商而言最优的专利战略和社会最优(即对整条供应链而言最优的专利战略)之间存在一定程度的偏离，且偏离的程度随启动成本的降低而加剧，随可靠性的降低而缓解.本文和既往相关研究的显著区别是，本文首次同时比较了独占、共享和授权这3种专利战略，并分析了供应风险在专利战略选择中所起的关键作用.本研究有助于丰富专利产品运作管理理论，并为高技术企业的专利战略选择提供指导.

1 模型描述

在独占战略下，如图1，供应商先决定批发单价wm，制造商再决定订货量Qm.然后供应商完全按订单进行投产，但是由于产出的随机性，供应商最终只能产出并交付数量为δQm的零件[34](其余是残次品).因此，供应商的生产成本为C+cδQm，制造商需支付wmδQm.

图1 独占战略下的事件顺序Fig. 1 Timeline of the events under the patent monopoly

在授权战略下，如图2，供应商先决定单位授权价格μl(即代工厂商每生产一个零件需要向供应商支付的专利费[18, 19])，然后代工厂商决策零件的批发单价wl，最后制造商决策订货量Ql.由于代工厂商的生产是完美可靠的，最终制造商需向代工厂商支付wlQl，代工厂商需向供应商支付μlQl.

图2 授权战略下的事件顺序Fig. 2 Timeline of the events under the patent licensing

在共享战略下，如图3，供应商先决定批发单价ws，制造商再决定订货量Qs.之后供应商完全按订单进行投产，但供应商最终能产出的数量只有δQs.在供应商的随机产出实现之后，由代工厂商把不足的订单补上，即代工厂商的生产数量为(1-δ)Qs[37].这样一方面可以应对供应风险，另一方面可以确保代工厂商总是可以获得订单，从而代工厂商才有动机和供应商进行合作.这种做法在理论研究(如文献[37])和运作实践(如引言中提到的三星)中都非常常见.值得注意的是，由于供应商事先把专利共享给了代工厂商，因此供应商和代工厂商交付的零件是无差异的.最终，制造商需向供应商支付wsδQs，向代工厂商支付ws(1-δ)Qs.代工厂商还需把部分利润α(ws-c)(1-δ)Qs转移给供应商作为专利共享的回报，其中(ws-c)(1-δ)Qs是由代工厂商生产的那部分零件所获得的利润，α是供应商的谈判力且有0<α<1.这意味着供应商向代工厂商共享专利，而代工厂商向供应商共享利润.

图3 共享战略下的事件顺序Fig. 3 Timeline of the events under patent sharing

为避免无意义的讨论，需作如下假设：

假设1D>c.它意味着当Q=0时p>c，该假设是为了确保采购总是会发生.

由于b越大，供应商越可靠(期望的随机产出越高)，因此，将b定义为供应商的可靠性.下面，本文将分别求出这3种战略下各方的最优决策和相应利润，并对这3种战略进行比较.

2 分散决策

2.1 3种战略下的决策行为

(1)

(2)

解上述两个规划，可得供应商和制造商的最优决策及相应利润，见引理1.

(3)

(4)

(5)

解上述三个规划，可得供应商、代工厂商和制造商的最优决策及相应利润(见引理1).

(6)

α(ws-c)(1-δ)Qs)

(7)

其中 (ws-c)δQs-C是供应商自己生产的那部分零件所获得的利润，α(ws-c)(1-δ)Qs是代工厂商转移给他的利润.解上述两个规划，可得供应商和制造商的最优决策及相应利润(见引理1).

引理1考虑供应风险时，在独占、授权和共享战略下，供应链上下游各方的最优决策和相应利润如下：

独占战略授权战略共享战略授权价格(μ*i)—(D+c)/2—批发单价(w*i)(D+c)/2(3D+c)/4(D+c)/2订货量(Q*i)3(D-c)/(8ba)(D-c)/(8a)(D-c)/(4a)供应商利润(πH*i)3(D-c)2/(32a)-C(D-c)2/(16a)(D-c)2(2α+b-αb)/(16a)-C代工厂利润(πF*i)—(D-c)2/(32a)(D-c)2(1-α)(2-b)/(16a)制造商利润(πO*i)3(D-c)2/(64a)(D-c)2/(64a)(D-c)2/(16a)供应链利润(πS*i)9(D-c)2/(64a)-C7(D-c)2/(64a)3(D-c)2/(16a)-C

证明证明过程见附录，下同.

证毕.

引理1给出了存在供应风险时不同战略下的决策行为.为了研究供应风险对决策的影响，接下来考虑一种特殊情形——没有供应风险(δ=1)时不同战略下的决策.授权战略下，供应商不生产零件，因此供应商是否存在随机产出风险对该战略下的决策没有影响，即此时各方的最优决策和利润完全如引理1所显示的一样；而独占和共享战略下，各方决策和利润会产生一定程度的改变，具体值详见引理2(上标中的N指代的是没有供应风险(no supply risk)的情形).

引理2没有供应风险(δ=1)时，在独占和共享战略下，供应链上下游各方的决策和相应利润如下：

独占战略共享战略批发单价(wN*i)(D+c)/2(D+c)/2订货量(QN*i)(D-c)/(4a)(D-c)/(4a)供应商利润(πNH*i)(D-c)2/(8a)-C(D-c)2/(8a)-C代工厂利润(πNF*i)—0制造商利润(πNO*i)(D-c)2/(16a)(D-c)2/(16a)供应链利润(πNS*i)3(D-c)2/(16a)-C3(D-c)2/(16a)-C

引理2表明，没有供应风险时，共享战略完全等价于独占战略.这是因为δ=1时，共享战略下代工厂商获得的订单量(1-δ)Qs等于零，即所有订单都由供应商自己生产，因此共享和独占等价.根据引理1和引理2，可得到推论1、推论2、推论3.

2.2 3种战略的比较

图4 对供应商而言三种战略的比较Fig. 4 The comparation among patent monopoly, licensing and sharing注：

定理1表现了如下管理启示.本文把独占和共享统称为供应零件(独占和共享战略下供应商都需要向下游供应零件)，把授权称为供应专利(授权战略下供应商只需向下游供应专利).供应零件时，供应商需要投入启动成本；供应专利时，供应商会遭受三重边际效应带来的损失.若市场规模较小，供应商能获得的潜在收益较低，投入启动成本对于供应商而言代价太大，而此时三重边际效应带来的损失较小(4)如2.1节所述，制造商面对的市场规模越大(小)，三重边际效应引起的损失越大(小).，于是对高技术供应商而言，做一个纯粹的专利供应商最有利；若市场规模较大，供应商能获得的潜在收益较高，启动成本显得微不足道，而此时三重边际效应带来的损失却很大，故对供应商而言，供应零件更有利.在供应零件的情况下，还需对独占和共享战略进行比较.由于共享可以很好地应对供应风险，因此直觉很容易认为，供应商的可靠性越低，越应该共享.然而定理1表明，结论恰好相反：当可靠性较低时供应商反而应采用独占战略，当可靠性较高时才采用共享战略.这是因为，如前所述，共享在应对供应风险的同时，也引入了竞争.而且，供应商的可靠性越低，代工厂商能分得的订单(1-δ)Qs越多，供应商在竞争中越处于弱势地位.因此，当供应商的可靠性较低时，共享使供应商分出去的订单太多以至于独占战略反而更有利.当供应商的可靠性较高时，供应商只需分少量订单给代工厂商就能达到缓解供应风险的目的，因此共享战略更有利.

3 供应链协调

3.1 3种战略下的供应链协调

如前所述，分散决策会带来双重边际效应或三重边际效应，从而造成整条供应链利润的损失(5)和本文一样，大量既往研究(如文献[12, 13])也指出，由分散决策引起的双重边际和三重边际效应会造成订货量的下降和供应链利润的损失，这几乎已成为理论共识.因此，本文不再对双重边际和三重边际效应作更细致的讨论..为避免这种损失，接下来考虑供应链协调的情形.分析的思路和前面类似：先分别探讨独占、授权和共享战略下的协调模型，再对这3种战略进行比较.本文参照Leng 和 Parlar[38]的做法：采用利润共享合同(Profit-sharing Contract)进行供应链协调，协调的原则是在保证各方获得分散决策下同等利润的前提下，集中决策(比分散决策)多出来的系统利润再由参与了决策的各方平分(6)关于利润共享合同的经典研究结论表明，在保证各方获得分散决策下同等利润的前提下，集中决策(比分散决策)多出来的系统利润由各方按任一外生的比例分配，都能实现供应链协调[39～41].为方便起见，有的研究不妨直接假设多出来的系统利润由各方均分(如文献[38])，因此本文也沿用这种设定..由此可得如下引理(7)利润共享合同已被太多文献(如文献[38～44])证明是可以实现供应链协调的，且证明过程是标准化的，因此本文省略了类似的证明，而只给出了引理3中订货量和各方利润的推导过程..

引理3在独占、授权和共享战略下，实现供应链协调后，订货量和各方的利润如下：

独占战略授权战略共享战略订货量(Q**i)3(D-c)/(4ab)(D-c)/(2a)(D-c)/(2a)供应商利润(πH**i)15(D-c)2/(128a)-C7(D-c)2/(64a)(1+2b+4α-2αb)(D-c)2/(32a)-C代工厂利润(πF**i)—5(D-c)2/(64a)(D-c)2(1-α)(2-b)/(16a)制造商利润(πO**i)9(D-c)2/(128a)(D-c)2/(16a)3(D-c)2/(32a)供应链利润(πS**i)3(D-c)2/(16a)-C(D-c)2/(4a)(D-c)2/(4a)-C

对比引理1和引理3容易发现，无论是在何种专利战略下，实现供应链协调后的订货量、供应商利润、代工厂商利润、制造商利润和整条供应链利润均高于分散决策下的相应值.这是因为供应链协调消除了分散决策中的双重边际或三重边际效应，实现了帕累托改进.

为研究供应风险的影响，和2.1节一样，接下来考虑一种特殊情形——没有供应风险(δ=1)时不同战略下的供应链协调.授权战略下，供应商不生产零件，因此供应商是否存在随机产出风险对供应链协调没有影响，即此时的订货量和各方利润完全如引理3所显示的一样；独占战略下，令δ等于1，根据引理3相同的思路，即得独占战略下实现供应链协调后的订货量和各方利润，见表1(上标中的N指代的是没有供应风险(no supply risk)的情形)；共享战略下，由于δ=1，代工厂商获得的订单量(1-δ)Qs等于零，即所有订单都由供应商自己生产，此时共享战略完全等价于独占战略.

表1 δ=1时独占战略下实现供应链协调后的订货量和各方利润

根据引理3和表1，可得推论4.

3.2 3种战略的比较

定理2表明(如图5所示)，对供应商而言，在供应链协调下，若下游制造商面对的市场规模较小(D<λ2)，则授权战略占优.若市场规模较大(D≥λ2)，此时对供应商而言哪种专利战略占优依赖于其供应的可靠性：当可靠性较低(b≤b2)时，独占战略占优；当可靠性较高(b>b2)时，共享战略占优.定理2背后的原因和定理1类似，此处不再赘述.

比较定理1和定理2中的阈值λ1和λ2，b1和b2，可得推论5.

推论5λ2>λ1且b2

图5 对供应商而言不同专利战略占优的条件在分散决策和供应链协调之间的比较(8)图形内部的实线表示供应链协调下各专利战略占优的分界线，而虚线表示分散决策下各专利战略占优的分界线.Fig. 5 The comparation of strategy selection between decentralized and coordination schemes注：

推论5表明(如图5所示)，对供应商而言，在对比供应专利与供应零件时，和分散决策相比，供应链协调使授权战略即供应专利占优的区间变大(λ2>λ1)；而供应零件时，供应链协调又使供应商更倾向于共享(b2

前面本文比较了3种专利战略下的供应商利润，接下来将比较3种专利战略下的供应链利润(社会福利).

定理3表明，对整条供应链而言，授权战略总是优于其他战略.这是因为，授权战略可以应对供应风险，节约启动成本，而供应链协调又完全消除了它的负面效应——三重边际效应，因此对整条供应链而言，授权战略最优.这说明，授权战略是实现社会福利最大化(社会最优)的专利战略.

推论6表明，随着可靠性的降低，图6中阴影区域缩小(曲线λ2上移)，即对供应商而言最优的专利战略和社会最优之间的扭曲缓解；随着启动成本的降低，图6中阴影区域增大(曲线λ2下移)，即对供应商而言最优的专利战略和社会最优之间的扭曲加剧.这是因为，上述扭曲源自于授权战略对供应商的优势不足，而授权战略具有应对供应风险的作用，因此供应风险的增加(即可靠性的降低)会使授权战略的优势增加，于是扭曲就减缓了；同时，对供应商而言，授权战略还能节省启动成本，因此启动成本越低，授权战略的优势越小，于是扭曲就加剧了.值得注意的是，既往研究强调了高风险(低可靠性)带来的损失(如文献[33,34,36]等)和低成本带来的好处(如文献[45, 46]等).然而出人意料的是，上述结论表明较高的供应风险也会给供应链带来好处：缓解了对供应商而言最优的专利战略和社会最优之间的扭曲；较低的启动成本也会给供应链带来坏处：加剧了对供应商而言最优的专利战略和社会最优之间的扭曲.

图6 对供应商而言最优的专利战略和社会最优之间的扭曲Fig. 6 The distortion of strategy selection between high-tech firm optimum and social optimum

4 结束语

采取合适的专利战略是高技术企业关注的核心问题之一.本文研究了存在随机产出风险的供应链上游高技术生产企业的专利运作战略.模型考虑一个供应商成功研发了一种核心专利技术，他可以供应专利，即做一个纯粹的专利供应商(授权战略)；也可以供应零件，但需要投入启动成本并面临自身的随机产出风险.供应零件时，他可以把专利共享给一个代工厂商，当其随机产出实现且不满足下游订单时由代工厂商把不足的订单补上(共享战略)；也可以不共享，即完全由自己生产(独占战略).

研究发现，对供应商而言，若下游制造商面对的市场规模较小，供应商应供应专利；若市场规模较大，供应商应供应零件.供应零件时，由于共享战略可以很好地应对供应风险，因此直觉很容易认为，供应商的可靠性越低越愿意共享.然而结论恰好相反：对供应商而言，当可靠性较低时，独占战略占优，当可靠性较高共享战略占优.这是因为，共享在缓解风险的同时，引入了竞争.而且，供应商的可靠性越低，代工厂商获得的订单越多，供应商在竞争中越处于弱势地位.因此，当可靠性较低时，共享使供应商分出去的订单太多以至于独占战略反而更优.当供应商的可靠性较高时，供应商只需分少量订单给代工厂商就能达到缓解供应风险的目的，因此共享战略更优.和分散决策相比，供应链协调使授权战略占优的区间扩大，使独占战略占优的区间缩小.此外本文还发现，对供应商而言最优的专利战略和社会最优(即对整条供应链而言最优的专利战略)之间存在一定程度的扭曲，且扭曲的程度随启动成本的降低而加剧，随可靠性的降低而缓解.本研究将有助于丰富供应链管理理论，并为企业的运作实践提供参考.

本文存在如下几个扩展方向：首先，本文假设零件的生产成本是线性的，但现实中，高技术行业可能存在规模经济或规模不经济效应，因此后续研究可以扩展到非线性生产成本的情形.此时，规模经济或规模不经济效应将如何影响供应商的专利战略选择，是一个十分有趣的科学问题.其次，本文是在完全信息下进行的研究，但由于制造商更靠近市场端，市场需求可能是其私有信息，因此后续研究可以扩展到不对称信息的情形.在不对称信息下，制造商可能会向供应商共享需求信息，并在不同的专利战略下选择不同的信息共享策略.此时，不对称信息的存在以及制造商的信息共享策略将如何影响供应商的专利战略选择，是一个颇具挑战但又值得研究的科学问题.最后，本文是在单链情形下开展的研究，然而现实中，供应链之间的竞争现象十分普遍，因此后续研究可以扩展到供应链竞争的情形.此时，竞争的引入又将如何影响供应商的专利战略选择，是另一个值得研究的科学问题.