獨立許可、專利池與一體化：累積創新中的廠商行為

江喜林，董　亮，易艷春

(1.湖北師范學院，湖北　黃石　435002；2.桂林電子科技大學，廣西　桂林　541004)

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獨立許可、專利池與一體化：累積創新中的廠商行為

江喜林1，董亮2，易艷春1

(1.湖北師范學院，湖北黃石435002；2.桂林電子科技大學，廣西桂林541004)

摘要：在技術創新活動中，專利授權形成的“專利叢林”阻礙了技術創新和應用推廣的進程，這種“反公共地悲劇”可以通過組建專利池或實施縱向一體化予以緩解。當上游專利之外存在研發效率較高的潛在競爭者時，已有專利、競爭性專利開發者和生產廠商之間的博弈會打破這種合作困境，從而有利于實現有效率的市場結果。這為公共部門的規制政策提供思路，公共部門可以為上游專利的潛在進入者提供各種形式的資助以提高潛在進入者的研發效率。

關鍵詞：累積創新；“反公共地悲劇”問題；專利授權；一體化

1引言

隨著現代工業的技術密集化程度提高，加上現行專利體系的授權標準偏低，使得大量相關專利不斷堆積形成“專利叢林”。繁多的專利授權和頻發的專利訴訟常常使潛在的技術創新和應用推廣被扼殺在搖籃中，阻礙了創新的進程，這稱為“反公共地悲劇”問題。

“反公共地悲劇”問題與不當的專利授權安排有關，為了更好地激勵創新活動，專利授權問題引起了眾多學者的研究。Shapiro對互補專利授權進行了分析，結果表明，專利池的授權形式會給專利持有者帶來更高的收益，同時增加消費者剩余[1]。董雪兵、史晉川探討了知識產權制度的社會福利效應，比較了各種具體知識產權制度的效率及在各種特殊產業中的應用保護[2]。唐要家、唐春暉分析了系統產業中企業在創新活動中的競爭與合作，指出互補性專利許可會形成獨特的縱向市場結構，交叉許可、專利池等許可合作組織形式有助于降低創新與許可中的交易成本,促進市場競爭和動態效率[3]。Lerner 和 Tirole探討了介于完全替代和完全互補之間的專利池，指出專利池中專利之間的互補性與社會得益之間正向相關[4]。Brenner設計出一種有利于增加社會福利的專利池形成機制，并指出有效率的專利池形成機制應當包括的兩個特征[5]。Dequiedt 和 Versaevel采取事前視角建立了一個多階段動態創新模型，指出專利池形成之前，創新者的投資規模會上升，在專利池形成后會下降[6]。Aoki 和 Nagaoka認為，阻礙專利池形成的主要障礙是專利持有者的“搭便車”以及專利池成員之間的談判失敗[7]。Langinier對專利池的形成進行了分析，指出專利寬度可能影響專利池的形成，如果兩個專利的寬度都很寬泛，或者一個專利的寬度很寬泛而另一個很窄，兩者之間有可能形成專利池，否則很難形成專利池[8]。

現有文獻對于專利池的研究較多，分析也很深入，但對累積創新中并購問題的研究并不多。雖然有一些文獻分析了累積創新中的縱向并購，但是累積創新中還存在橫向并購或混合并購的可能，這在已有文獻中很少論及。其次，現有文獻通常是在給定了解決方案的前提下分析專利池或者縱向合并的形成機理或影響，但尚未研究當事人在專利池和各種并購之間的決策，即專利池和并購活動的內生化過程。

本文以多個上游專利和一個下游廠商整體需求的獨特許可交易結構為研究對象，探討以下兩個問題：其一，專利池作為緩解反公共地悲劇問題的方案是因為專利持有者之間合作具有增進各方利益的空間，那么專利之間以及專利和下游廠商之間的縱向、橫向或混合式的并購是否也可以增進各方利益，如果有，組建專利池或實施各種并購活動的條件和范圍是什么；其二，雖然互補性專利池和并購對各方都有好處，但累積創新中專利池和相關的并購并未普遍出現，其原因為何，公共部門應該實行什么樣的政策來規制專利授權中的這種市場失靈。

2專利授權的一般情形：獨立許可

2.1　模型假設

建立一個有關專利許可的垂直市場結構模型：有一個生產廠商M(下文簡稱廠商)，以不變的邊際成本c生產一種新產品，生產需要n項專利技術，且它們之間是互補的，每項專利被唯一的持有人持有，n≥1。廠商以計件付費的形式獲得專利許可，這n項專利收取的費率是相同的，第i項專利的費率記為ri，i=1,Λ,n。市場的反需求函數為p=a-q，其中，p、q分別表示產品價格和產品銷量。

2.2　獨立許可下的均衡

在專利獨立授權情形下，廠商須分別向每位專利持有者交納專利使用費。廠商要確定一個最優的產量以使利潤最大化，每位專利持有者都要制定自己的許可費率以最大化專利費收入。廠商的利潤同時取決于產出水平和許可費率，每位專利持有者的許可費收入取決于產出水平和自己的許可費率。因此，獨立許可的情形可視為是n個專利持有者以及下游廠商之間的完全信息靜態博弈，為得到納什均衡，分別解n+1個參與人的最優化規劃即可。廠商的規劃為：

(1)

由一階條件可得：

(2)

記第i個專利持有者為Pi，i=1,Λ,n。Pi的規劃為：

(3)

由一階條件可得：

(4)

3聯合許可與一體化

3.1　專利池

可知，若上游有兩家以上專利持有者，聯合許可與獨立許可相比，每位專利持有者的收益提高了，同時，廠商的單位產出許可費成本降低了，產出水平和利潤因此都增加了。這表明，當上游存在多家專利持有者時，以專利池的形式進行專利許可對雙方都有增益，故獨立許可存在帕累托改進的可能。除了專利池可以增進各方利益外，專利和廠商之間的并購也有類似的效果。

3.2　縱向一體化

當專利持有者沒有組成專利池時的縱向一體化，分以下兩種情況。

(1)下游廠商收購上游專利。廠商若試圖收購k項(k=0,1,Λ,n)專利，收購后的利潤為δ2/4(n-k+1)2。顯然，一項專利持有者接受收購的價格不能低于他拒絕收購的條件下所得收益(在這里，假設所有專利持有者拒絕或接受的選擇是一致的)，廠商的最低收購成本為kδ2/2(n+1)2。因此，廠商從事并購的參與約束為：

δ2/4(n-k+1)2-kδ2/2(n+1)2≥

δ2/4(n+1)2

(5)

滿足式(5)意味著滿足式(6)：

2n2+2(1-2k)n+2k2-3k≤0

(6)

易知，n與k須滿足式(7)：

(7)

滿足式(7)意味著k和n需滿足式(8)：

(8)

表2　專利授權者數量與一體化程度

上文的分析表明廠商收購上游專利總是可行的，但只是給出了收購數量的范圍，并未給出最優的收購數量。廠商最優的收購數量就是使廠商收購利潤最大化的收購數量，即解如下規劃：

(9)

由一階條件可得k**=n+1-(n+1)2/3。易知，kk**時，dπF/dk>0。由于Min(k)>k**，當k∈[Min(k),n]時，廠商的利潤隨著收購數量的增加而增加，故廠商出于利潤最大化的考慮，會收購所有上游專利，進行完全的縱向一體化。

(2)上游專利收購下游廠商。理論上，專利持有者也面臨是否要收購廠商的問題。若由某位專利持有者Pi(i=1,…,n)收購下游廠商，由于專利持有者替代了廠商并要向其他n-1位專利持有者支付專利許可費，故收購者所得收益為δ2/4n2。此外，收購者還需向下游廠商支付不低于δ2/4(n+1)2的轉讓價格。?n≥1，有δ2/4n2-δ2/4(n+1)2<δ2/2(n+1)2。因此，專利持有者不會僅僅只收購下游廠商，因為廠商所獲利潤如此至少，只有每位專利持有者的1/2，而收購成本相對較高，以至于專利持有者僅僅收購下游廠商無利可圖。

3.3　橫向一體化：上游專利收購其他專利

若滿足適當的條件，上游專利持有者也會有動力對其他專利進行橫向收購。若某位專利持有者Pi試圖收購k項(k=0,1,…,n-1)其他專利。收購后，上游專利減少為n-k家，故收購者獲得的收益為δ2/2(n-k+1)2，最低收購成本為kδ2/2(n+1)2。要使收購者愿意收購，起碼要保證收購后的情形要不比收購前差，即下式必須得到滿足：

δ2/2(n-k+1)2-kδ2/2(n+1)2≥

δ2/2(n+1)2

(10)

滿足式(10)意味著k須使式(11)成立：

(11)

定義式(11)左邊為Min(k)，表示收購者最低的可行收購數量。隨著上游專利持有者數量的增加，相對于n來說，收購數量的最大和最小取值差額增加得很緩慢，因此，其可取值范圍也擴展得很緩慢，這意味著收購數量總是取最接近n的若干個值，故一體化程度非常之高。易知，當k∈[Min(k),n-1]時，收購者的利潤隨著收購數量的增加而增加。因此，收購者有動力會收購其他n-1家專利，成為專利獨攬者，獨自對廠商授權。

3.4　混合一體化：上游專利收購下游廠商和其他專利

雖然專利不會僅收購廠商，但有可能在收購其他專利的同時對廠商進行收購，即實施混合的一體化。若某位專利持有者Pi同時收購廠商和其他k(k=0,1,…,n-1)項專利，則其替代原來的廠商進行生產。由于收購后僅須支付n-k-1項專利的許可費，因此收購者獲得生產利潤為δ2/4(n-k)2，向被收購的專利持有者和生產廠商支付的最低收購成本分別為kδ2/2(n+1)2、δ2/4(n+1)2。這種收購的參與約束為：

δ2[1/4(n-k)2-k/2(n+1)2-1/4(n+1)2]≥δ2/2(n+1)2

(12)

滿足式(12)意味著k須使式(13)成立：

(13)

定義式(13)左邊為Min(k)。同縱向一體化中的情形類似，收購者有動力把所有其他n-1家專利收購，同時收購下游廠商。各種一體化類型如表3所示，表中“→”表示前者被后者收購，例如“P→M”表示專利被下游廠商收購，“←”的含義類似。

表3　一體化的類型

綜合以上情況可知，廠商總是有動力收購專利，而且專利之間也有激勵實施一體化。但是專利并沒有激勵僅僅收購廠商，但當專利在收購其他專利時也會同時收購廠商。因此，理論上講，最有效率的市場安排就是上游專利和下游廠商完全合并為一家廠商。

4競爭條件下的專利許可與一體化

4.1　競爭性專利

假設上游出現了一項新專利S，該專利是成本削減型的，且對于廠商來說，新專利和專利N(即原專利中的某一項)是可以相互替代的，新專利的研發成本函數為CS=θ·(Δc)2/2，Δc表示該項專利給生產廠商帶來的單位產品成本減少量，θ表示新專利開發者的投入產出效率，θ越大表示效率越低。易知，新專利持有者的規劃為：

(14)

4.2　面臨競爭性專利時的專利許可

(1)原專利獨立許可。廠商采用新專利和專利N所得利潤分別為(δ+Δc-rS)2/4n2，(δ-rN)2/4n2。可知，新專利和專利N誰者勝出，取決于Δc-rS和rn的比較。當新專利持有者是在位者時，其投入Cs是沉沒成本，且Δc是既定的，新專利持有者只需將許可費rS定在區間[0,Δc+rn)的任意水平上，即可將專利N淘汰。當新專利持有者是潛在進入者時，競爭結果取決于新專利開發者的研發效率：當θ<1/2n時，-rn≤0<Δc-rS，這表明，即使專利N實施免費許可，新專利開發者都可勝出，并且實現利潤最大化；當θ>1/2n時，Δc-rS<0≤rn，專利持有者N只要收取低于rS-Δc且非負的許可費率，即rn∈[0,rS-Δc)，即可將新專利淘汰；當θ=1/2n時，Δc-rS=0≤rn，專利持有者N會采取免費許可策略，新專利會使rS=Δc，此時對于廠商來說，采取專利N或者新專利是無差異的。

(2)原專利組成專利池。如果上游的所有原專利在專利N的替代性專利出現之前就組成了專利池，那么新專利持有者只能作為獨立授權者。廠商采用新專利與不采用的利潤分別為(δ+Δc-rS)2/16，δ2/16。當新專利開發者是潛在進入者時，結果取決于新專利開發者的研發效率：當θ<1/2n時，Δc-rS>0，廠商會采用新專利，且新專利可實現利潤最大化，新專利開發者會選擇進入；當θ>1/2n時，Δc-rS<0，廠商不會采用新專利，新專利開發者不會進入；當θ=1/2n時，Δc-rS=0，對于廠商來說，采用或不采用新專利是無差異的。當新專利的持有者是在位者時，Δc是既定的，新專利開發者的投入是沉沒成本，它只需將許可費率定在區間[0,Δc)上的任何水平上，廠商就會采用新專利，新專利持有者會把許可費率定在非常接近Δc的水平上。

4.3　上游專利組成專利池時的一體化

若上游專利在競爭性專利出現之前就已經組成專利池。在不存在事前研發協議的條件下，為使利潤達到最大化，新專利的開發者在開發前會按遵循規劃即式(14)制定一個成本削減水平Δc和專利許可費率。此時，許可費率是有可能偏離成本削減水平的，但當新專利被開發出來之后，成本投入即成為沉沒成本，新專利持有者在事后會采取的最佳策略是使許可費率等于成本削減水平。因此，在完全信息的條件下，廠商規劃的目標函數為π=q(a-c-rP-q)。易知，均衡的產出、專利池許可費率和廠商利潤都不受成本削減水平和專利許可費率的影響。因此，新專利開發者實際上會實施以下規劃：

(15)

在均衡狀態下，rS=Δc=δ/4θ，收益為δ2/16θ，利潤為δ2/32θ。上游專利已組成了專利池時，市場仍然有通過并購以改進效率的空間，并購分為下游廠商對專利的收購，專利對下游廠商的收購或混合式的一體化，每種情況下又有不同情況的分類，具體如下：

第一類情形是下游廠商對上游專利的收購。理論上可能出現三種情況：第一種情況，廠商不采用新專利，且僅收購專利池；第二種情況，廠商采用新專利，且僅收購新專利；第三種情況，廠商同時收購專利池和新專利。第一種情況成立的條件是收購價格屬于(δ2/8,3δ2/16)。第二種情況不成立。第三種情況成立的條件是θ>1，只有新專利開發者的研發效率足夠低時，新專利才有可能被廠商并購。因為，若新專利開發者的研發效率高，則其利潤也較高，而廠商的壟斷利潤有限，承受不了過高的收購成本。

第二類情形是上游專利對對下游廠商的收購。易知，新專利持有者沒有激勵收購廠商。當收購價格屬于(δ2/16,δ2/8)時，專利池收購廠商的交易可以完成。

第三類情形是橫向一體化。第一種情況，新專利被專利池收購。第二種情況，專利池被新專利收購。易知，這兩種情況都不成立。

表4　競爭性條件下一體化的類型

第四類情形是混合的一體化。第一種情況，專利池同時收購下游廠商和新專利。第二種情況，新專利持有者同時收購下游廠商和專利池。這兩種情況成立的條件是相同的，即θ>1。只有新專利開發者的研發效率較低時，雙方才有參與該項交易的激勵。若新專利開發者的研發效率較高，則專利池的收購成本也較高，使得收購無利可圖。

綜合以上情況可知，下游廠商和專利池之間總是有激勵實施一體化，而一體化的方式可以是上游并購下游，或下游并購上游。上游專利之間單純的橫向的并購是很少發生的，它只能作為縱向并購的附屬交易出現。新專利是否參與到并購交易中，取決于新專利開發者的研發效率，而且新專利總是不會參與單項的并購交易中。

5合作困境與規制政策

上游專利組建專利池或者上游專利和下游廠商之間的一體化對于各方來說都是有益的。不僅如此，一體化對消費者也有增益，因為均衡產量q*=(a-c)/2(n+1)關于n遞減。上游專利授權者數量越少，生產廠商的產出水平越高，而價格越低，消費者剩余增加。故專利和生產廠商之間的一體化是一種帕累托改進。

雖然組建專利池或者一體化總是對各方都有利的，但現實中，一體化往往沒有充分實現。Aoki和Nagaoka與此有關的解釋是，“搭便車”現象可能是阻礙專利池形成的主要原因之一。可以這樣說明，在橫向一體化的情形下，當上游專利中除專利持有者i外的其他專利組成了一個專利池，專利持有者i進行獨立授權。那么，局面變成了廠商向兩個專利持有人付費的情形，這樣，專利持有人i能獲得δ2/18的收益。若專利持有人i選擇加入專利池，則相當于上游只有一家專利，這樣，專利持有人i能獲得δ2/8n的收益。在上游專利授權者數量比較少(n≤2)時，專利持有人i才會有動力加入專利池，若上游專利授權者比較多(n≥3)，專利持有人i會選擇獨立授權。盡管一體化能給專利持有者整體以及下游廠商都帶來增益，顯然，這種“囚徒困境”的局面會阻礙一體化的實現。在下游廠商收購上游專利或者混合一體化的情形下，對于最后被收購的專利持有者來說，獨立授權可以獲得上游的壟斷地位，收益總比被收購好。因此，每個專利持有人都有激勵等待成為“最后一個”，從而形成“囚徒困境”的局面，阻礙一體化的實現。

理論上，政府可以實施規制政策促進一體化，但不恰當的方式帶來較高的市場扭曲效應，從而成本過高。如果上游存在一個研發效率較高的潛在進入者，該潛在進入者試圖開發專利N的替代品，那么專利持有者N為避免被淘汰會積極加入或者組建專利池，而不會企圖變成“最后一個”，因為專利N的持有者事先加入專利池就可以憑借契約獲取固定的收益，這為打破一體化的“囚徒困境”提供了一種機會，即政府可以采取一種較為溫和、扭曲效應相對較小的規制政策來激勵專利授權中的一體化，這種干預可以是政府為上游專利的潛在進入者提供研究補貼、資助或提供基礎設施等方面的便利，也可以是其他任何可以提高潛在進入者研發效率的方式。

6結論與啟示

第一，上游專利的獨立授權使整個市場處于缺乏效率的狀態，互補性專利池的出現降低了專利對市場的扭曲程度，是一種帕累托改進。但專利池并非最有效率的市場結果，專利池和下游廠商之間的縱向一體化仍然是一個帕累托改進，不僅如此，部分市場參與者之間的并購也是有利于增進各方利益的。

第二，充分有效率的市場結構是專利和下游廠商合并為一家企業，而實現這種結果的并購形式是多樣化的。在不考慮上游專利的潛在競爭者時，或者由下游廠商收購所有上游專利，或者由一家專利收購其他專利和下游廠商，最終結果都是一樣的。若考慮出現競爭性專利且上游專利組成了專利池，那么當競爭性專利持有者的研發效率足夠高時，由專利池、競爭性專利或下游廠商其中任何一方并購其他兩方都是可行的。

第三，考慮新的替代性專利出現時，新的替代性專利是否會加入專利池或者被納入并購取決于進入者的研發效率。當進入者研發效率較高時，新專利被其他方收購或者收購其他方以使整個市場形成一個企業對各方總是有利的。

第四，專利持有者之間的博弈阻礙了專利池和一體化的形成，而替代性專利的出現有利于專利池和一體化的形成。當所有專利持有者都進行獨立許可時，只要對現有技術的改進有利可圖，潛在進入者就會積極進行研發投資，導致相對落后的專利技術淘汰。因此，現有專利持有者會有較強激勵組成專利池，導致非專利池成員進入市場的難度增加。這可以為規制政策提供啟發，即政府可以為上游專利的潛在進入者提供各種形式的資助，提高潛在進入者的研發效率。

參考文獻：

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(責任編輯譚果林)

Separate License，Patent Pool and Integration：Firm Behavior in Cumulative Innovation

Jiang Xilin1，Dong Liang2，Yi Yanchun1

(1.Hubei Normal University，Huangshi 435002,China；2.Guilin University of Electronic Technology，Guilin 541004,China)

Abstract：In technological innovation activities，patent jungle which originates from patent licensing hinder the promotion of technological innovation and application process.This phenomenon is called tragedy of the anti-commons，which can be mitigated through the formation of patent pools or implementation of vertical integration.Formation of patent pool，vertical integration or other forms of integration is a Pareto improvement in the cumulative innovation of complementary，but the combination of patents and production companies as a business is the most efficient market results.An important obstacle to the realization of this result is the game between the patent holders，which forms a cooperative dilemma of patent licensing.When the high R&D efficiency potential competitors exist outside of upstream patents，the game between the original patent，patent developers and manufacturer will break the plight of the cooperation，which is conducive to the realization of efficient market outcomes.This provides ideas for public sector in regulatory policy.Public sector can provide various forms of support for the potential entrants to the upstream patents，the purpose of that is to improve the development efficiency of potential entrants.

Key words:Cumulative innovation；Tragedy of the anti-commons；Patent license；Integration

中圖分類號:F403.6

文獻標識碼:A

作者簡介：江喜林(1983-)，男，湖北黃岡人，經濟學博士，副教授；研究方向：技術創新管理、產業組織與企業組織。

收稿日期：2015-06-17

基金項目：國家社科基金一般項目“我國城鎮化階段的低碳發展路徑研究”(14BJY068),教育部人文社會科學研究青年基金項目“農業支持政策執行機制及其優化研究”(15YJC790035)。