关键核心技术“卡脖子”的博弈与策略分析

刘占宇LIU Zhan-yu；王玉洁WANG Yu-jie；王琢WANG Zhuo

（①中国煤炭工业协会咨询中心，北京 100013；②上海海事大学经济管理学院，上海 201306）

0 引言

近年来，中国在芯片和工业软件领域的关键零部件供应或升级方面，开始突显“卡脖子”的被动局面。不管是工业软件还是芯片，短期来看，产品断供对供应链下游制造商造成巨大损失，但长期来看，影响程度究竟如何？而“卡脖子”事件如何影响上游供应商的绩效？一直都是各界关注的焦点。然而，关键技术缺失形成的“卡脖子”事件只是表象，背后深层次原因是下游制造商由上游垄断供应商为其提供关键技术或零部件，一旦断供无法在短时间内找到适合的供应商提供可替代产品[1]。与产能和供应可靠性造成的供应链中断不同，“卡脖子”断供是由于竞争制造商向上游供应商的垂直一体化，为了在竞争中获得垄断竞争地位，限制竞争对手的供应中断[2，3]。本文研究聚焦于两类“卡脖子”事件中的工业软件升级断供。不同于产品供应中断，工业软件升级“卡脖子”事件中，被断供的制造商仍能在旧版本软件基础上设计和生产旧产品，但不能得到供应商的软件升级和后续服务支持，无法像竞争对手一样提供新一代高性能产品。本文主要研究竞争如何对供应商的产品策略，以及制造商的价格决策。

基于此，本文探讨垄断供应商对下游制造商供应零部件升级“卡脖子”问题。首先，零部件升级“卡脖子”策略能否改善垄断供应商收益？如果不能，还需要何种组合策略？其次，零部件升级“卡脖子”策略对竞争制造商有何种影响？被“卡脖子”的制造商一定会退出市场么？最后，垂直一体化结构如何影响零部件升级“卡脖子”策略？

1 模型构建

本文考虑一个垄断供应商S向两个下游竞争制造商i（i∈{A，B}）供应关键零部件，两个竞争制造商面向同一市场生产并销售同质产品，消费者根据对产品的偏好和性能感知进行选择购买。垄断供应商作为供应链领导者，确定是否升级零部件，并制定零部件批发价wi和供应对象——制造商i。

本文运用Hotelling模型刻画两个生产同质产品的竞争制造商[4-6]。假设两个制造商分别位于Hotelling线段的两端——位置0和1，通过购买垄断供应商的关键零部件和生产同质产品。制造商i生产产品的基本效用为Vi，零售价为pi。

假设市场中单位规模的消费者是异质性消费者，均匀分布在区间为[0，1]的Hotelling线段上。制造商向消费者提供的实际产品与消费者理想产品的距离是消费者的效用损失成本，消费者的位置x（x∈[0，1]）体现的是对产品性能的估值和偏好的差异，t（t＞0）为消费者理想产品和制造商提供的实际产品之间的距离成本系数。则消费者购买产品i的效用为U=Vi-pi-t（1-x）。为了便于分析，假设制造商提供的产品基本效用VA=VB=V，且V足够大，市场中所有消费者均购买且仅购买一件产品。

若垄断供应商通过技术创新将推出零部件升级版，性能为k（0＜k＜V）i，研发成本为升级后的产品性能为V+k。此时，垄断供应商决策该零部件升级是否同时向两个竞争制造商提供。为了便于表述，本文将持续获得零部件升级的制造商称为制造商A，将被“卡脖子”而限制零部件升级的制造商称为制造商B。假设垄断供应商和竞争制造商的生产成本c为0。

2 分散决策下零部件升级“卡脖子”

在本节中，仅考虑垄断供应商是否向两个制造商提供零部件升级服务的分散决策，对比分析垄断供应商不升级零部件NN、仅向制造商A提供升级NS、同时向两个制造商提供升级ND的三种情境。

首先，分析垄断供应商不升级零部件NN和同时向制造商提供升级零部件ND的两种情境，对比分析上述NN和ND的子博弈均衡解，可得引理1。

引理1当供应商同时向竞争制造商提供升级时，并不改变制造商的市场需求和利润。即；升级后零部件的批发价和产品价格均上升。

引理1说明竞争制造商提供的为性能和价格无差别的产品，消费者根据偏好选择购买。当竞争制造商的零部件同时升级，其市场需求并不发生变化。垄断供应商无差异对待下游竞争制造商时，决策批发价wi和零部件升级性能水平k，仅考虑研发成本，并不受到下游制造商和最终消费者的影响。而对于竞争制造商而言，当垄断供应商无差别提供产品和服务时，所采取的市场策略保持不变。进一步地，可得引理2。

引理2垄断供应商仅向制造商A提供零件升级时：

引理2说明当垄断供应商有差异地向下游制造商提供零部件升级时，获得零部件升级的制造商将获得源于性能升级带来的竞争优势，而未获得升级的制造商只能通过降低价格获得市场需求，当消费者距离成本t特别低时，未获得升级的制造商将无法通过低价获得市场需求，直至退出市场。

对竞争产品价格、市场需求和利润的比较分析可以得到命题1。

命题1当垄断供应商仅向一个制造商提供零部件升级，且升级的零部件批发价w保持不变时

④垄断供应商仅向一个制造商提供零部件升级，即采取“卡脖子”策略时，两个竞争制造商的产品价格最高升级零部件的批发价

命题1说明垄断供应商仅实施零部件升级“卡脖子”策略，而没有改变升级零部件的批发价w时，垄断供应商并不能从“卡脖子”策略中受益。“卡脖子”策略中，获得零部件升级的制造商迫于成本的增加，尽管提高产品价格，却未获得因零部件升级带来的产品竞争优势；相反地，未获得升级的制造商并没有因“卡脖子”蒙受损失，这是因为高需求高价格使该制造商获得了溢出收益，如图1和图2

由命题2可知，当垄断供应商实施“卡脖子”策略时，为了不损失利润，在提高升级零部件批发价的同时，也会提高被“卡脖子”制造商的未升级零部件价格。

3 集中决策下零部件升级“卡脖子”

本节考虑制造商A和垄断供应商S形成垂直一体化结构集中决策，制造商A与制造商B竞争的情形。因此，集中供应链A成为了领导者，与制造商B进行Stackelberg博弈。与上节相同，对比分析垄断供应商不升级零部件CN、仅集中供应链A升级CS、集中供应链A和制造商B均升级CD的三种情境。

首先，对比分析上述CN和CD的子博弈均衡解，可得引理3。

引理3当垄断供应商与其中一个制造商形成集中供应链时，若向竞争制造商提供无差异零部件时，两种产品的市场需求保持不变；制造商B的单位利润保持不变，；两种竞争产品间的价格差异不变，

进一步地，为了分析集中供应链A是否限制制造商B的零部件升级，将CS和CD子博弈均衡解对比分析。同理，假设在CD情境中，零部件升级性能k与CS情境保持一致，即kCD=kCS。同样地，分析集中供应链A不调整制造商B的零部件批发价，即，得到引理4。引理4集中供应链A限制制造商B产品升级时：

引理4表明供应商与制造商A集中决策且限制制造商B的零部件升级时，制造商B将提前退出市场。对价格、市场需求和利润的比较分析可以得到命题3。

命题3当集中供应链限制升级竞争制造商的零部件，且批发价不变时：

由命题3可知，当制造商A与垄断供应商形成集中供应链时，尽管未改变制造商B的零部件批发价，集中供应链通过“卡脖子”策略即可获得最优利润。虽然在CD情境中，制造商B分担了零部件升级的研发成本，但是分担成本远小于“卡脖子”策略下升级产品的垄断收益，即而由于竞争制造商均获得零部件升级使得销售产品无差异化，导致性能提升带来的收益仍不能弥补零部件研发的成本。因此，对于集中供应链，同时升级竞争制造商的零部件，并不是均衡策略，即如图3所示。

4 结论与启示

本文考虑垄断供应商向两个竞争制造商提供关键零部件升级的“卡脖子”问题，分析了在面临竞争时，垄断供应商是否应针对性地限制制造商零部件升级的“卡脖子”策略，以及探讨了在零部件升级“卡脖子”策略中供应链成员的市场绩效。从结果分析可以看出，未实施“卡脖子”策略时，垄断供应商获得垄断收益；而实施“卡脖子”策略不一定为垄断供应商带来溢出收益。当然，如果垄断供应商主动实施了“卡脖子”策略，且该供应商也不和制造商合作，那么零部件涨价是提高收益的唯一选择；如果垄断供应商主动实施了“卡脖子”策略，且愿意和其中一个制造商合作，那么零部件不涨价也能提高供应商的收益，但如此垄断，最终会通过价格上涨侵害消费者利益。对于被“卡脖子”的制造商而言，关键零部件和技术受制于人，如果限制升级而不“断供”，短期内还可能因价格优势而增加了市场需求，但长期来看因无法获得持续升级带来的产品竞争优势，选择退出市场；而一旦零部件“断供”，则被“卡脖子”的制造商一定会因无法在短时间内找到适合的可替代零部件，生产进入“休克”状态甚至直接退出市场。所以，主动实施“卡脖子”策略对于供应商、制造商和消费者来说都不是一个“三赢”局面，供应商通过涨价或者向下寻求合作来应对“卡脖子”带来的需求减少；被“卡脖子”的制造商因无法获得零部件升级带来的竞争优势，而选择退出市场；从而为竞争对手发展为垄断制造商提供了条件，最终损害消费者利益。