核心技术的局部垄断与产业结构选择——计算机硬件行业的经济学分析，本文主要内容关键词为：产业结构论文,核心技术论文,局部论文,经济学论文,计算机硬件论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
近二十年来，全球个人计算机相关产业进入了技术成熟和消费普及化的阶段，随着IBM-PC标准成为行业主流，生产个人计算机的厂商如雨后春笋般出现，尤其在发展中国家，个人购买配件组装而成的兼容电脑也非常普及，占据了市场的很大份额。而在二十世纪八十年代以及之前，个人微型计算机的生产与中小型、大型计算机的生产一样，都是垄断在IBM等几家大型的计算机制造商手中。之所以会出现这样的变化，一个比较流行的解释是因为个人计算机需求量比较大，同时由于IBM-PC的硬件架构是一个开放的体系，允许其他厂家生产与之兼容的电脑，从而成为了行业技术规范，在这种行业标准的基础上陆续出现了专门生产中央处理器(CPU)、内存、硬盘、主板、显卡、光驱、其他外围设备等产品的众多设备制造商，不同制造商之间的半成品组合起来，就能够成为一台计算机成品，因而很多小的厂商甚至个人都加入了这个市场，通过组装现有的硬件成为电脑成品的制造商。
虽然计算机硬件种类繁多，但最具有决定性的还是中央处理器(CPU)，个人电脑的等级往往是以CPU的等级为判断标准的，其他的外部设备和外围设备总是围绕着CPU的发展并与其适应、为其服务。很多电脑整机厂商在广告宣传上总是格外强调自己的产品使用某种处理器①，而很少会单独提出自己的硬盘、内存使用哪个品牌厂商的产品(当然容量等技术规格通常会提及)。CPU制造商数量屈指可数，随着三巨头之一的Cyrix的破产，真正控制市场的只有英特尔和AMD两家，而且以前者为主导。英特尔是CPU行业领先者，AMD始终以追赶者的形象苦苦支撑，只能依靠低价与英特尔竞争。可以毫不夸张地说，英特尔不仅是CPU的领航者，更是整条计算机硬件产品产业链的国王。“Intel Inside”曾经一度成为了高性能电脑的代名词，英特尔的CPU和微软Windows操作系统开创了一个Wintel时代②。关于最近几十年计算机产业发展情况，以及微软等公司对于整个行业的控制与垄断之争，可参见Berndt和Rappaport[1]，Gandal、Greenstein和Salant[2]，Gilbert和Katz[3]。
在现实中，能够与英特尔达成战略协议因而能够以最低的价格、最早的时间拿到英特尔的最新型号产品，已经成为了很多PC制造商梦寐以求的竞争优势。既然如此，为什么英特尔不自己制造计算机整机，成为一个完全的垄断者呢？
与计算机行业一样，还有一些行业的发展体现出类似的特征，比如前几年中国的VCD/DVD影碟机市场。影碟机最为核心的部件是解码芯片，这些芯片技术掌握在飞利浦等少数几家公司手中。如果按照经典经济学的思路，飞利浦应该成为VCD/DVD影碟机市场的垄断者，通过制定一个相对较高的价格，获得最大化的垄断利润。然而事情的发展却并非如此，影碟机的市场价格一开始是相对较高的，这时生产的厂家也较少，飞利浦等厂商是解码芯片提供商同时自己也生产影碟机；而到了后期，解码芯片提供商则逐渐退出成品市场，退居幕后，成为专门的上游供应商。这时，越来越多的中国生产商开始从飞利浦购买芯片，组装、生产影碟机，以新科、爱多、步步高、万利达为代表的规模较大的厂商和数以百计的小厂商之间竞争非常激烈，影碟机价格迅速下降，甚至出现了很多企业倒闭或者转产的情况。移动通信行业也有类似的情况，移动通信的核心技术变成了行业标准的形式，标准的拥有者不像专利的拥有者一样利用专利技术自己生产手机，而是以收取标准许可费的形式来获利③。
传统产业组织理论指出，垄断虽缺少效率，但可使厂商利润最大化。而类似于英特尔、飞利浦等拥有最关键技术，掌握垄断的可能，却主动放弃垄断地位的做法，似乎令人难以理解。本文通过构建一个简单产业组织模型，说明英特尔和飞利浦不亲自生产计算机整机和影碟机的行为在一定条件下确实符合利润最大化动机的。当然这种行为具有一定适用条件，从而解释了为什么不是每个行业都出现计算机、影碟机、手机市场的情况。本文把核心技术拥有者成为产业链上游垄断供货商的行为称为局部垄断，而垄断整个产业链的行为称为全局垄断或者垄断(与通常意义的垄断相同)。本文发现，局部垄断在一定程度上提高了市场效率，但一旦考虑固定成本，也会带来巨大的社会损失。
一、基本模型：完全垄断与两种极端情况的局部垄断
为了简化分析，我们假设市场中有一个核心技术拥有者，要将核心技术变成最终产品，还需要有一个生产的过程，在过程中加入其他要素。技术拥有者有两个选择：
1.直接开设一个最终产品的生产工厂，作为商品的垄断厂商直接面临消费者的需求；
2.将核心技术以产品(芯片)或者授权(专利费、标准费)的方式卖给其他厂商，由后者生产最终产品，自己成为一个上游供应商。
不考虑交易成本，假设生产过程的分割不会带来成本结构的变化，各部分零件或技术的成本能够分开计算且具有可加性。生产核心部件与非核心部件的成本函数分别为：
证毕。
如命题1所示，核心技术拥有者如果选择垄断市场，最优利润是一个固定的值；而如果核心技术拥有者将核心技术以产品或者许可证(假设提供许可证也要产生一定的成本)的形式交付给下游生产企业，核心技术拥有者的利润取决于市场的竞争结构。
下面将讨论下游成品市场具有不同竞争结构时，核心技术拥有者的最优利润情况。
1.基准一：下游市场为完全垄断市场
当下游市场为完全垄断市场时，即只有一家生产商能够生产最终产品，而核心技术拥有者也作为唯一的上游供货商，构成一个买卖双方相互垄断的局面。为了便于与后面的情况相比，假设这时核心技术拥有者仍然具有定价权④。
即使下游产业结构为完全垄断，核心技术拥有者将核心技术出售给下游企业也比亲自垄断整个产业链更优；而如果下游产业结构为完全竞争市场，那么只要非核心部件生产固定成本为正(F[，2]＞0)，核心技术拥有者就会将技术出售给下游企业。证明如下：
由前文所示，在完全垄断整个产业链和两种极端情况下作为核心技术的局部垄断者三种情况下的利润如下所示：
根据前文的分析，实际上无论在哪一种基准情况下，对于核心技术拥有者而言，充当一个上游市场的局部垄断者都有可能比控制整个产业链、成为行业的全局垄断者更有利可图。
回到最初的问题，就是说当生产其他部件的固定成本足够高，或者整机制作业的竞争足够激烈时，英特尔专心充当CPU的垄断者是要比成为整个计算机市场的垄断者更加有利可图，同样飞利浦也会专心提供机芯，而不把生产影碟机作为其主业。而另外一些行业，比如制药，核心技术之外的生产固定成本相对较低，因此核心技术拥有者会选择亲自生产最终消费品。
二、局部垄断的一般情况：效率分析
前面分别给出了下游市场结构为完全垄断和完全竞争两种极端情况下的分析，现实中这两种极端情形很难出现，更具普遍意义的是本节讨论的一般情况。我们假设下游有n家厂商可生产最终产品，相互之间进行一种产量竞争，共同瓜分Q的市场规模。为了讨论方便，假设下游厂商是相同的。
根据经典的古诺模型，每个下游厂商(考虑第i个作为代表)面临如下决策：
定理2：一旦选择将核心技术以产品或许可权的方式售出，售价与下游市场结构无关，与生产核心技术产品的边际成本成正比，与生产非核心技术产品的边际成本成反比。
定理2的结论实际上在命题2、命题3和(17)式中都已经有所涉及，核心产品如CPU、解码芯片等的定价与其自身边际成本成正比是比较符合直观的，而与生产非核心技术产品的边际成本成反比则是一个有趣的现象。由于最终产品的成本由两部分构成，如果能够将非核心部分的成本降低，则能够在同样的总价基础上为核心部分的售价提供提高的空间。总售价不变，销售数量也不变，而核心部分售价提高，从而为核心技术拥有者带来更大的利润。现实中曾经有一种流行的说法，英特尔愿意以1亿美元的代价换取某种配件(如主板、硬盘)1美元的降价，就是源于这样一种激励。
定理3：下游竞争越激烈，核心技术拥有者的利润越高，核心技术拥有者倾向于不断扩大下游行业厂商的数量；然而考虑到固定成本，这与社会最优的目标是矛盾的。证明如下：
由(18)式可知，核心技术拥有者的利润与n的大小有关：
在核心技术拥有者利润最大化的激励下，最终产品市场的入门门槛通常会被设置得非常低，因而竞争极其惨烈。“一将功成万骨枯”，核心技术拥有者牺牲下游市场厂商的利益，换来巨大的市场规模，让其他厂商承担降价的成本，独享需求扩大的收益。中国的影碟机市场就是一个明显的例子，由于厂商数量的暴增，最初售价在1000～3000元的影碟机在一两年的时间内大打价格战，最终价格降低到200～500元。与此同时，销售量猛增，影碟机几乎进入了每一个中国家庭。飞利浦等芯片提供商从每台影碟机中赚取的芯片费用没有任何降低，坐享了大额市场订单的收益，而影碟机生产商则大批倒闭，规模最大的几家也陷入经营困难，不得不最终改行生产其他产品，甚至破产倒闭。电脑整机制造也成为了IT行业内最负盛名的“微利”行业，个人电脑行业的鼻祖IBM就是因为长期亏损而退出市场⑤。
从社会福利上看，最终产品市场的激烈竞争使得价格和产量接近于社会最优的福利水平，但是每家生产厂商固定成本的存在带来了巨大浪费。影碟机和个人计算机市场上每一家倒闭的企业就是这种损失的直接体现。
定理4：从社会最优角度看，核心技术的局部垄断者应该合理控制下游企业的数量。证明如下：
给定核心技术拥有者的最优反应(21)式，可以将社会福利函数(20)式改写为：
从定理4可看出，核心技术拥有者盲目扩大下游产业链的规模不符合社会最优的要求，会使社会承担固定成本重复投资方面的损失。最优下游产业链市场结构是由生产的成本结构决定的。
三、分析与总结
本文利用简单的产业组织理论模型，用“局部垄断”理论解释了一些核心技术的拥有者为什么不成为最终产品(消费品)市场的垄断者，而只充当产业链的上游垄断者。局部垄断之所以比全局垄断有利可图，就是因为局部垄断者可以制造一个充分竞争的下游市场，牺牲下游厂商的利益来扩大销量，从而达到比完全垄断整条产业链更大的利润。这是一种“撇脂”的做法，是核心技术拥有者利用自己的影响力和控制力实现的产业链利润的再次分配。正是由于这种机制，英特尔选择了只制造CPU而不是亲自垄断个人计算机市场。这类企业成为了商业战场上的“军火供应商”，坐山观虎斗，利用其他企业的惨烈竞争获利。
当然，本文只是提供了一种解释机制，还有很多其他因素共同发生作用。需要着重强调的是：
首先，核心技术的局部垄断对技术拥有者虽然是一种有效的经营战略，但其适用范围还是有限的。用局部垄断替代全局垄断需要生产技术上具有可分割性，在电子类产品上更容易实现，而对其他行业如制药、化学等则未必可行，这也是电子类行业更流行行业标准，而制药行业更流行专利的原因。
其次，是否能够取得产业链的核心技术才是至关重要的。近年来我国的企业大范围参与国际分工，成为了世界上加工能力最强的国家之一，但制造业蓬勃发展的同时暴露的是我们在核心技术上的缺乏。技术上的先天不足直接导致市场话语权的缺失，也意味着在蛋糕的分割上始终吃亏不少。中国的影碟机行业已经由“先驱”变成了“先烈”，更多的行业如计算机、手机也都面临着同样的风险。要成为真正的世界“工厂”而不是现在的世界“车间”，需要在核心技术上下功夫。
再次，是否采用局部垄断的方式也与企业的经营战略有关。不同的战略定位与风格会决定企业的经营方式。同时，专注于一种核心产品的生产更加符合研发的需要。在一些研发占主导的行业，局部垄断可能是一种天然的选择，而不是企业应对市场的最优反应。
最后，本文采用了最简单的模型和具体函数来分析问题，目的是更加偏重于直观而不是追求结论的一般性与普适性。今后的研究可采用更加复杂和精巧的模型来讨论更一般的情况。另外，还可以利用行业、企业经营数据来进行实证检验。
注释：
①当然，这与CPU生产厂家的营销战略有关，每个单独特殊说明CPU的电脑整机广告都可以从CPU制造商那里获得一定数额的补贴。而这的确体现出了CPU制造商的领导地位，同时，本文后面的分析也可以为CPU厂商的营销战略提供合理的解释。
②英特尔与微软实际上是形成了一种战略上的默契，二者在分别在硬件和软件市场上遥相呼应，各自基于对方的产品投放和战略来推出自己的产品，比如在上市时间上，划时代的奔腾MMX处理器和Windows 95操作系统上市时间非常接近，随后的奔腾Ⅱ与Windows 98，奔腾3与Windows 2000，奔腾4与Windows XP，酷睿2双核处理器与Windows Vista等几对里程碑式的产品在上市时间上都是几乎同步的。
③当然另外一个原因是移动通信核心技术分散在不同的企业手中，更适合采用标准的形式。但即使是一些技术相对比较集中的通信标准，也呈现出类似的特征，比如美国高通公司掌握了CDMA的大部分专利技术，但高通公司并不亲自生产手机，而是从每个生产CDMA手机的生产商(如LG，三星)手里收取专利费。
④也可探讨双边垄断定价问题，比如假设上下游间的讨价还价满足纳什讨价还价解，但这种处理不是本文的重点。
⑤IBM的PC业务被中国联想集团收购。