核心企业主导型产业创新生态系统竞争演化研究

李 锋，冯 瑶，尹 洁，刘玥含

(1.江苏科技大学 经济管理学院， 镇江 212100) (2.河海大学 管理科学研究所，南京 211100)

全球化背景下围绕产业创新及其生态系统演化的研究已然成为焦点，核心企业和配套企业也成为研究重点.20世纪90年代以来，国内外学者开始从生态学视角对创新进行深入研究[1].创新生态系统的概念最早由文献[2]提出，后经文献[3]完善，此后文献[4]对其概念又作了进一步探讨.现有研究从组成成分和相互关系、创新过程和创新互动等方面[5-7]深入探索，认为产业创新生态系统中的核心企业通过与产业链中上下游的配套企业建立合作关系基础上协同整合多方资源，系统具有互补性、动态性等特征，但在系统内部核心企业如何通过配套企业作用于系统演化的问题上研究相对较少.

在核心企业主导型产业创新生态系统相关研究中发现，产业集群过程中由于企业发展程度不同而产生核心企业和配套企业[8-9]，核心企业在产业创新生态系统中占用独特资源以形成竞争优势[10]，通过提高对市场和技术的感应和响应能力等方面影响产业创新生态系统的健康发展[11-12].文献[13]认为核心企业处于领导地位；文献[6,14]认为核心企业主导地位随上下游企业的发展而改变，配套组织威胁着核心企业的主导地位.为此，国内外学者以不同产业为例采用多种方法对产业创新生态系统内部演化展开研究，如技术代替[15-18]、互补性资产[19-21]等演化影响因素方面.此外，由于系统的动态性特征使得系统研究复杂繁琐，文献[22]运用仿真技术深入探究系统演化进程，有效地克服了实证研究中数据收集不完全等障碍.目前国内外学者已然发现核心企业在产业创新生态系统中有着不容忽视的地位，但未意识到配套企业在系统演化中的影响.

文中结合生态学种群理论构建核心企业主导型产业创新生态系统竞争演化模型，深入探讨核心企业间、核心企业和配套企业间交互关系，寻找产业创新生态系统演化的均衡点及其稳定条件，并通过仿真分析不同竞争系数和创新贡献率下系统的稳定竞争模式，最后以苹果公司和华为科技有限公司两公司为例进行实证分析.

1 产业创新生态系统演化模型构建

生态学种群理论认为：在自然界由占有一定空间和时间的个体在一定地段或生境中构成各种生物种群，种群规模变化规律遵循Malthus模型增长规律，随时间增长而扩大；受种群生态环境制约迫使种群规模增长速度减缓直到稳定，呈现Logistic增长规律[23].参考种群理论，在促进创新能力增加的愿景下，核心企业构成产业创新生态系统的创新主体，借助配套企业的服务通过提升自身竞争力、影响竞争企业发展进程的手段以实现企业规模的良好发展，配套企业通过提供服务以得到创新主体的支持而实现自身在同类企业中竞争能力的提高，最终达到协同共生、竞合双赢的局面.产业创新生态系统由核心企业单元、配套企业单元、创新生态环境3个主要要素构成，产业创新生态系统企业种群竞合关系如图1.

图1 产业创新生态系统企业种群竞合关系图Fig.1 Industry innovation ecosystem enterprise populationcompetition and cooperation diagram

核心企业单元是构成系统的主要组成单元，对外具有系统向心性，在系统价值创造过程中因其拥有独特创新资源而起主导作用；其主要投入是核心企业的创新技术要素，通过技术要素作用于创新平台或机构将其整合为满足市场需求和客户要求的产业生产方案或生产产品.配套企业单元是指系统中的辅助单元，围绕核心企业单元存在多个配套企业单元，在价值创造中为主要组成单元提供物质支持和服务；其主要投入是为核心企业发展提供的互补或补充性创新技术或服务[13,19]，通过核心企业经营活动转化为核心企业新的创新技术要素.创新生态环境是指产业创新生态系统演化中由系统运行的影响因素构成的外在环境，主要包括政策环境、经济环境及市场环境等.

1.1 研究假设

假设1：由i个核心企业Fi(i=1,2,…,i)作为主体与其配套企业组成核心企业主导型产业创新生态系统，其中核心企业互为竞争关系，配套企业为其发展提供服务，系统中企业规模受到产业圈内外部环境因素的制约.因此系统发展与自然生态系统的发展进程相似，核心企业的竞争关系符合生态学种间竞争关系，核心企业的发展受到其自身固有增长、竞争企业和配套企业的共同影响.

假设2：在该产业创新生态系统中，以核心企业Fi(i=1,2,…,i)的规模变化表示该核心企业的发展状态，记为Ni(i=1,2,…,i)，Ni的数值越大表示核心企业的规模越大，该企业发展状态趋于良好；Ni的数值越小表示核心企业的规模越小，该企业发展状态趋于恶劣.

假设4：在由i个核心企业Fi(i=1,2,…,i)组成的产业创新生态系统中，围绕核心企业存在多个配套企业，这些配套企业为核心企业的发展提供基础设施等服务，在此过程中，除提供物质支持外，更为核心企业提供技术创新支持，对产业创新生态系统的整体发展做出贡献.配套产业所提供的服务对核心产业的发展起正向贡献作用.

1.2 模型建立

根据生态学种群竞争理论，处于生态系统中的某一种群的数量变化服从Logistic曲线增长规律，当两个种群存在时，由于资源有限性，种群间对有限资源的占有产生竞争，因此种群数量变化也受到另一种群的影响，并按照Lotka-Volterra种间竞争模型规律发生变化.产业创新生态系统的发展与自然生态系统的发展进程相似，核心企业的竞争关系符合生态学种间竞争关系，因此可根据种间竞争理论对产业创新生态系统加以分析.

设N1(t)、N2(t)分别为系统中的两核心企业随时间变化的产业规模，r1、r2分别为两个核心企业的固有增长率，k1、k2分别为两核心企业在系统部环境下的规模容量，其中r1∈(0,1),r2∈(0,1),k1、k2为定值.同时，考虑到产业创新生态系统中核心企业的企业规模在发展过程中并非单一符合Logistic增长规律，由于产业创新生态系统的复杂性，核心企业的企业规模还受到两企业相互竞争作用和相应配套企业的影响.因此，结合产业创新生态系统企业种群竞合关系图，设α、β分别是两核心企业的配套企业对其对应的核心企业所产生的创新贡献率，α12为核心企业F2对核心企业F1的竞争系数，a21反之；其中α∈(0,1)，β∈(0,1)，a12∈(0,1)，a21∈(0,1).那么，该产业创新生态系统的演化动力学模型为：

2 产业创新生态系统模型分析

图2 产业创新生态系统演化趋势Fig.2 Evolution trend of industrial innovation ecosystem

情形一：E1(0,0)(即无意义状态)

当N1=N2=0时，两核心企业达到竞争平衡点，但两企业产业规模均为零，该状态无实际意义，在此不做具体分析.

当N2=0或Ni=0时，两核心企业可达到竞争平衡点，但有一企业产业规模为零，即必有一方退出竞争，该结果为恶性竞争结果，属于不稳定竞争状态.根据向量微积分相关知识可知，动态演化系统模型的雅可比矩阵为：

雅可比矩阵的行列式记为Det(J)、迹记为Tr(J)，当平衡点满足Det(J)>0且Tr(J)>0时为稳定的平衡点，该不等式组所得为稳定条件.

讨论如下：

当N1≠N2时，有N1>N2或N1

其一，当N1>N2时，有α+α21>β+a12，即有核心企业F1的配套企业对其产生的创新贡献率与核心企业F1对核心企业F2的竞争系数之和大于核心企业F2的配套企业对其产生的创新贡献率与核心企业F2对核心企业F1的竞争系数之和，此时两核心企业的竞争相对稳定，核心企业F1的发展优于企业F2.

其二，当N1

根据以上3种情况的分析，可知核心企业主导型产业创新生态系统中两核心企业动态竞争演化的平衡点、稳定条件及其现实意义如表1.

表1 系统演化平衡点、稳定条件及其现实意义Table 1 System evolution equilibrium point, stability conditions and its practical significance

假设两核心企业在产业创新生态系统环境下的规模容量为1 000，即k1=k2=1 000，此时，针对平衡点E4，利用MATLAB对N1、N2进行模拟，有如下两种情况：

(1) 假定创新贡献率一定情况下，竞争系数于核心企业规模发展的影响

假设在产业创新生态系统中，两核心企业的配套企业对其对应的核心企业所产生的创新贡献率分别0.15和0.1，即α=0.15、β=0.1，仿真不同竞争系数下产业创新生态系统的稳定竞争演化模式，探讨竞争企业对核心企业规模的影响，仿真结果如图3,4.

图3 a21=0.25时企业规模随a12值的变化趋势Fig.3 Trend of the company′s scale with value

假设在核心企业F1的配套企业对其所产生的的创新贡献率为0.25，即a21=0.25，在a12=0.3时两核心企业的企业规模相同，此时达到均衡稳定状态；此后随着a12值的增长，核心企业F1的配套企业对其产生的创新贡献率与竞争系数之和逐渐小于核心企业F2的配套企业对其产生的创新贡献率与竞争系数之和.即随着核心企业F2对核心企业F1产生的竞争阻滞作用增强时，由于核心企业F2扮演着核心企业F1竞争企业的角色，导致两核心企业的发展规模受到不同影响，此时核心企业F1的企业规模下降，核心企业F2的企业规模上升，如图3.同理，假设核心企业F2配套企业对其产生的创新贡献率为0.15，即a12=0.15时，可得相似结论，如图4.

图4 a12=0.15时企业规模随a12值的变化趋势Fig.4 Trend of the company′s scale with value

(2)假定竞争系数一定情况下，配套企业对核心企业规模发展的影响

假设在产业创新生态系统中，核心企业F1对核心企业F2的竞争系数为0.25，核心企业F2对核心企业F1的竞争系数为0.2，即a21=0.25、a12=0.2，仿真不同创新贡献率取值下产业创新生态系统的稳定竞争演化模式，探讨配套企业对核心企业规模的影响，仿真结果如图5,6.

图5 β=0.15时企业规模随α值的变化趋势Fig.5 Trend of the company′s scale with value

假设核心企业F1的配套企业对其所产生的创新贡献率为0.15，即β=0.15，在α=0.1时两核心企业的企业规模相同，此时达到均衡稳定状态；此后随α值的增加，核心企业F1的配套企业对其产生的创新贡献率与竞争系数之和逐渐大于核心企业F2的配套企业对其产生的创新贡献率与竞争系数之和，即随着核心企业F2配套企业产生的创新贡献作用增强，核心企业F1的企业规模逐渐增加并超过核心企业F2，如图5.同理，假设核心企业F2的配套企业对其所产生的创新贡献率为0.1，即α=0.1时，可得相似结论，即核心企业F2的企业规模逐渐增加并超过核心企业F1，如图6.

图6 α=0.1时企业规模随β值的变化趋势Fig.6 Trend of the company′s scale with value

结合模型分析及仿真结果得到如下结论：

(1) 竞争企业和配套企业相互作用推进核心企业主导型产业创新生态系统竞争演化.核心企业主导下的产业创新生态系统是由核心企业单元、配套企业单元在创新生态环境中，通过单元间相互作用从事知识创新、价值获取和创造、信息资源再循环等活动的复杂过程，在核心企业主导下的产业创新生态系统动态演化过程中，核心企业的发展受到竞争企业和相关配套企业的共同影响，导致产业创新生态系统在不同的影响下形成多种竞争演化模式.

(2) 核心企业的竞争企业对核心企业发展有反向阻滞作用，核心企业规模与竞争企业竞争系数成反比.竞争企业通过关键技术竞争或市场竞争来反向影响核心企业，而竞争企业作为产业创新生态系统中的一员借此得到发展，由此推动系统运行，对产业创新生态系统产生影响.针对竞争企业的影响，核心企业可以通过增加科研人力物力投入等方式提高企业自身的核心竞争力以降低竞争企业对其发展的影响，也可以通过和竞争企业联合研发、增强企业间交流互动等手段共同推动产业发展，以达到竞合双赢的目的.

(3) 核心企业的相关配套企业对核心企业发展有重要创新贡献作用，核心企业规模与配套企业创新贡献率成正比.相关配套企业提供的补充性创新技术或服务可视为核心企业的创新技术要素之一，配套企业通过提供服务给予企业物质支持和创新契机直接影响核心企业规模，推动产业创新生态系统向稳定竞争演化模式发展.针对配套企业的影响，由于核心企业的产业创新技术要素受到配套企业的影响，核心企业在发展中应加强与配套企业的合作，从其提供的服务中汲取对增加产业技术创新要素有利的创新因素，抓住创新机遇积极进行知识创新和技术转化，提高企业创新能力.

3 案例分析

以现代移动通信产业为例，进一步验证核心企业主导下的产业创新生态系统竞争演化模式和影响因素.现代移动通信产业起源于20世纪60年代，经历了1G～4G 4个时期，以苹果公司和华为技术有限公司两家极具代表性的移动通信企业为例，前两个时期内，由于技术发展需要技术积累导致其时间跨度较大，且两企业刚开始专注于移动通讯产品，因此忽略不计，在此仅讨论第三、四代移动通信系统时期.根据移动通信系统发展时间线，结合苹果公司和华为科技有限公司两家通信企业的产品全球出货量(表2)及全球市场占比(表3)等相关信息，将企业通信产品年销量视为企业规模，从时间和企业规模两个维度进行分析.

表2 苹果及华为两公司智能手机全球出货量对比Table 2 Comparison of global shipments of smartphones between Apple and Huawei 亿部

表3 苹果及华为两公司智能手机全球市场占比对比(单位：%)Table 3 Comparison of global market share of smartphones between Apple and Huawei %

注：表2、表3数据均来源于历年互联网数据中心IDC报告

从表2、表3可以看出，两家企业的企业规模总体上均呈上升趋势，其中苹果公司在2015年达到企业最大规模，其后出现下降趋势，至2018年略有增幅；华为科技有限公司的企业规模在2014年后呈现逐年增长趋势且增速稳定.

苹果公司自2007年发布第一代iPhone开始进入全球移动通信产业后，先后与高通公司、因特尔公司建立手机芯片供应关系.其后又有博通、思佳讯、索尼、英业达、富士康等多家企业为其提供各类技术支持和服务，因此使得苹果公司在2007年之后企业规模迅速扩大，至2015年全球手机出货量达2.31亿部，占全球市场16.2%，达到巅峰.自2015年起，苹果公司开始出现发展问题，尤其是侵权问题，此时主要集中于美国境内的专利侵权问题，此后最著名的2018年苹果高通案，更是将苹果公司推上风口浪尖，致使其2016年全球手机出货量降至2.1亿部，全球市场占比降至14.6%，苹果市场占比开始呈现下降趋势.可见在通信产业竞争日益激烈的情况下，苹果公司的配套企业推动了企业发展，促使其企业规模不断扩大；与高通公司的纠纷，直接导致高通公司为其提供配套补充性技术和服务所带来的正向作用减弱，因此影响了苹果公司的企业发展，同时在未来5G产品的研发上受到了一定限制.

华为科技有限公司自2010年开始转型后，除与高通、因特尔等公司建立手机芯片供应关系外，立讯精密、大富科技、比亚迪等公司开始切入华为供应链及其他环节，为其提供技术和服务.以芯片配套供应商为例，华为在早期进入移动通信市场时受高通等芯片供应商影响，成立海思半导体公司开始芯片的研发之路，并在2014年推出海思麒麟920处理器后逐步升级完善麒麟系列.如图7，2017年华为约7 000万台手机使用海思芯片，搭载海思芯片的比重达45%；2018年该比重上升至78%，为华为全球市场占比带来33.6%的同比增长.

图7 海思芯片占比和华为手机全球出货量对比Fig.7 Comparison of Hisilicon chips andHuawei′s global shipments

截止2019年一季度，华为全球手机出货量达5 910万部，占全球市场19%，同比增长50.3%；而苹果全球手机出货量仅3 640万部，占全球市场11.7%，同比下降30.2%.可见华为的配套企业也推动了企业发展，促使其企业规模的不断扩大；同时，海思半导体公司成为华为持续发展的核心竞争力之一，在面对极端情况下如美国通讯企业被禁止与其进行商业交易时，依然能够持续发展，使其在通信产业激烈的竞争市场中占有一席之地.

针对以苹果公司和华为科技有限公司两家通信企业为例的通信产业创新生态系统的演化过程，结合系统创新生态环境给出以下管理建议和对策：(1)在通信产业创新生态系统中，作为核心企业的苹果公司和华为科技有限公司都应意识到配套企业的重要性，尤其是为其提供处理器、通信连接器、操作系统等软硬件核心技术的配套企业.(2)华为科技有限公司在配套企业海思的支持下，创新力及竞争力持续得到提升，其需要继续完善麒麟处理器，加大元器件相关技术及其他核心技术的自主研发力度，为企业发展提供新优势，坚持自主创新与协作开发相结合，在其他配套企业的服务中寻找创新因素，积极进行知识协同创新，这不仅为华为研发芯片提供技术帮助，也会为华为未来加速5G标准化和商业化进程提供支持.

4 结论

(1) 基于对产业创新生态系统相关研究的重新梳理，从生态学种群理论出发结合产业创新生态系统企业种群竞合关系图，建立核心企业主导型产业创新生态系统动态演化竞争模型，求解系统竞争演化的平衡点和稳定性条件.

(2) 运用MATLAB对不同竞争系数和创新贡献率下的企业规模进行模拟仿真，进一步验证竞争企业和配套企业对产业创新生态系统竞争演化的影响.模型分析及仿真结果表明：竞争企业和配套企业相互作用推进产业创新生态系统竞争演化，尤其是配套企业提供的补充性创新技术或服务，可视为核心企业的创新技术要素之一对系统演化有创新贡献作用.

(3) 由于产业发展受到社会、经济、技术等内外部环境的影响，产业创新生态系统内部演化本身是较为复杂的演化过程，除竞争演化外，对于核心企业主导的产业创新生态系统内部还存在协同、共生等演化模式；同时，配套企业对核心企业的创新贡献，存在众多影响因素，如何量化这些影响因素并识别出关键影响因素，以进一步提升配套企业与核心企业协同度，都可以成为未来研究的方向.

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