姜彩楼，张 莹，李玮玮，吴 崇

（南京信息工程大学 江北新区发展研究院，江苏 南京 210044）

0 引言

发展新能源汽车是实现工业转型、缓解生态环境压力的重要手段。2001年，我国将新能源汽车列入“863”计划优先资助领域，并提出“三纵三横”研发及产业化路线。随后，我国新能源汽车企业主要利用政府补贴、扩大国内市场和跟随式创新等方式参与市场竞争。在政府采购、新能源汽车示范推广等政策的不断刺激下，我国新能源汽车生产规模和销售数量迅速增长，并自2015年起跃居世界第一位。由于政府补贴主要集中于生产和销售环节，针对研发环节的补贴相对较少，导致我国新能源汽车企业研发投入不足，核心技术和产品质量缺乏竞争力。研究政府补贴与新能源汽车企业研发的演化博弈关系，有助于我国进一步调整和优化新能源汽车产业政策方向。

在新能源汽车产业发展初期，政府补贴对于分散新能源汽车企业研发风险、降低新能源汽车企业研发成本具有重要意义，是补偿新能源汽车企业研发外部性、促进新能源汽车企业高质量创新产出的重要手段［1～3］。在实证研究中，研究者发现政府补贴能够对企业研发投资产生“挤入效应”和“信号效应”［4，5］。而在信息不对称条件下，过强的政府补贴可能对企业研发产生“挤出效应”［6］。此外，政府补贴的效应还受到企业规模和产权性质的影响［7～9］。

通过构建博弈模型，曹霞等［10］发现高强度的政府补贴有利于新能源汽车企业原创性技术突破。徐建中等［11］发现政府绿色创新补贴与征收碳税会促进企业突破式创新。李君昌［12］等发现政府补贴超过某一临界值时，会提升企业研发投入水平。于丽静和陈忠全［13］发现政府补贴的强度，以及政府补贴的方式均会影响企业研发投入。马亮等［14］发现政府补贴和产业补贴可以刺激新能源汽车企业研发投入。Oikawa和Managi［15］认为普惠性补贴比选择性补贴更容易激励新能源汽车研发。在动态博弈分析中，周绍东［16］、安同良等［17］发现创新人力资本价格过低容易导致创新补贴抑制企业研发，甚至产生＂逆向＂激励。秦字兴［18］发现在创新驱动环境中，过高的政府补贴会对企业创新投入产生＂挤出效应＂。汪秋明等［19］发现在缺乏监督和惩罚的条件下，政府补贴难以促进企业研发。吴晓园和丛林［20］发现企业研发行为受到自主创新收益、自身创新能力和竞争对手策略影响。杨伟娜和刘西林［21］发现处于理性博弈方的企业会尽早采用新技术，而较高的产品需求会延迟企业采用新技术。

随着中国取消新能源汽车企业外资股比限制，以及特斯拉、宝马等在华投资生产新能源汽车，中国逐渐成为全球新能源汽车企业竞争的重要市场，提升核心创新能力成为我国新能源汽车企业获取核心竞争力、推动新能源汽车产业向全球价值链高端跃升的关键。在实践中，创新是一个连续、动态的过程，直接取决于新能源汽车企业研发方式及成功率、收益等关键因素。鉴于此，本文利用演化博弈理论，将新能源汽车企业研发分为自主研发和技术引进，并引入企业研发成功率、企业时间窗口收益等变量，构建政府补贴与新能源汽车企业研发决策的演化博弈模型，分析不同情境下新能源汽车企业开展自主研发和技术引进的演化过程，提出我国新能源汽车产业政策的调整和优化建议。

1 演化博弈模型的构建

1.1 描述与假设

在激烈的市场竞争环境中，新能源汽车企业的创新策略需要根据政府补贴和竞争对手的策略不断进行调整。假设市场存在两家差异化的新能源汽车企业，双方都具有自主研发能力，企业目标是通过提升自主研发水平实现利润最大化，分别定义为新能源汽车企业1和新能源汽车企业2。

假设政府对新能源汽车企业研发投入的补贴率为s。另外，假定新能源汽车企业自主研发的成功率为t，若两家新能源汽车企业均采取自主研发策略，自主研发成功将获得新技术带来的企业垄断性收益R1以及产业主导权收益R2；若1家新能源汽车企业采取自主研发策略，将获得企业垄断收益R1，并且可能需要承担研发失败带来的时间窗口收益损失L1，同时另1家企业采取技术引进策略，将获得时间窗口收益R3并承担技术引进成本c2；若两家新能源汽车企业均采取技术引进策略，将承担技术引进成本c2，并且受到技术停滞带来的产业主导权潜在损失L2。从博弈双方随机抽取一个企业进行分析，每个企业都会有“自主研发”和“技术引进”两种策略。博弈双方的收益如下所示：

（1）当新能源汽车企业1和2同时选择“自主研发”策略时，新能源汽车企业1和2除了能够获得企业垄断性收益R1外，还将获得由此获得的新能源汽车产业主导权收益R2。因此，新能源汽车企业1和2得到的收益为（t（R1+R2）-（1-t）L1-c1（1-s））。

（2）假设新能源汽车企业1选择“自主研发”策略，而新能源汽车企业2选择“技术引进”策略，则新能源汽车企业1的收益为（tR1-（1-t）L1-c1（1-s）），新能源汽车企业2的收益为（R3-c2（1-s））。

（3）假设新能源汽车企业1选择“技术引进”策略，而新能源汽车企业2选择“自主研发”策略，则新能源汽车企业1和2收益分别为（R3-c2（1-s））和（tR1-（1-t）L1-c1（1-s））。

（4）假设新能源汽车企业1和2都选择“技术引进”策略，双方都能获得时间窗口收益R3，并承受新能源汽车产业主导权损失L2。因此，新能源汽车企业1和2得到的收益都是（R3-c2（1-s）-L2）。

符号与含义见表1。

表1 符号与含义

1.2 演化博弈模型建立

假设新能源汽车企业1采取自主研发策略的概率为p，采取技术引进策略的概率为1-p。新能源汽车企业2采取自主研发策略的概率为q，采用技术引进策略的概率为1-q。其中，0＜p＜1，0＜q＜1。在决策过程中，新能源汽车企业1和新能源汽车企业2的研发策略会根据利益最大化准则不断调整，p和q的取值会随之发生变化，可以得到新能源汽车企业1和新能源汽车企业2的研发策略选择的支付矩阵，如表2所示。

表2 新能源汽车企业研发策略选择的支付矩阵

根据表2的支付矩阵，新能源汽车企业1采取“自主研发”和“技术引进”策略的期望收益以及其平均期望收益分别为：

由此可以得出新能源汽车企业1的复制动态方程：

对于新能源汽车企业2而言，采取“自主研发”和“技术引进”策略的期望收益以及其平均期望收益分别为：

由此可以得出新能源汽车企业2的复制动态方程：

1.3 均衡的稳定性分析

新能源汽车企业研发策略的演化稳定性可通过对演化系统的雅克比矩阵的局部稳定性分析得出。本模型的雅克比矩阵为：

则矩阵J的行列式和迹分别为：

若局部均衡点满足 ｜J｜＞0且tr（J）＜0，则表明该均衡点是系统的演化稳定策略。5个局部均衡点在a11，a12，a21，a22的具体取值如表3所示。

表3 各局部均衡点的取值

其中A的表达式为：

根据上述的局部稳定性分析，可以得到如下结论：

（1）情形1不论t和L2／R2关系如何，当满足时，新能源汽车企业1和新能源汽车企业2研发策略演化的局部均衡点是（0，0），表示当政府补贴率低于临界值时，新能源汽车企业会集体选择技术引进策略。新能源汽车企业1和新能源汽车企业2研发策略演化的动态相位图如图1所示。

图1 情形1下的演化相位图

（2）情形2当时，新能源汽车企业1和新能源汽车企业2研发策略演化的局部均衡点是（0，1）和（1，0）。当新能源汽车企业自主研发成功率t小于新能源汽车产业主导权损失／产业主导权收益，且政府补贴率在之间时，新能源汽车企业1和新能源汽车企业2会出现技术引进与自主研发共存的局面。新能源汽车企业1和新能源汽车企业2研发策略演化的动态相位图如图2所示。

图2 情形2下的演化相位图

（3）情形3当时，新能源汽车企业1和新能源汽车企业2研发策略演化的局部均衡点是（0，0）和（1，1）。当新能源汽车企业自主研发成功率t大于新能源汽车产业主导权损失／产业主导权收益（），且政府补贴率在之间时，新能源汽车企业1和新能源汽车企业2的研发策略会同时趋向技术引进或自主研发。新能源汽车企业1和新能源汽车企业2研发策略演化的动态相位图如图3所示。

图3 情形1下的演化相位图

（4）情形4不论关系如何，当满足s＞时，新能源汽车企业1和新能源汽车企业2研发策略演化的局部均衡点是（1，1）。当政府补贴率高于临界值时，新能源汽车企业会集体选择自主研发策略。新能源汽车企业1和新能源汽车企业2研发策略演化的动态相位图如图4所示。

图4 情形2下的演化相位图

2 演化仿真

为了验证政府补贴率、新能源汽车企业研发成功率等变量在不同参数取值下对新能源汽车企业研发策略的影响，我们进一步使用Matlab软件进行演化仿真分析。考虑到新能源汽车企业进行自主研发的初始概率不同，并可能影响系统最终演化结果，我们选取两组企业进行仿真模拟。其中，第一组新能源汽车企业1和新能源汽车企业2进行自主研发的初始概率假设为0.1和0.3，第二组新能源汽车企业1和新能源汽车企业2进行自主研发的初始概率假设为0.6和0.7。

（1）情形1不论关系如何，当满足0＜时，系统的演化稳定策略是（0，0）。不论t（新能源汽车企业自主研发成功率）和（新能源汽车产业主导权损失／产业主导权收益）如何变化，都存在（c1-c2）s+L2-M ＜0，且tR2-L2+（c1-c2）s+L2-M ＜0。结合图5可以发现，当政府补贴率低于临界值时，新能源汽车企业倾向于采用技术引进策略。尽管技术引进能在短期为新能源汽车企业带来利润，但是这种策略会在长期阻碍新能源汽车企业技术进步，形成技术依赖。在发展初期，由于新能源汽车企业缺乏技术基础，自主研发的成本和风险比较高，在政府补贴率较低的情况下，新能源汽车企业很难积极主动地采取自主研发策略。

在新能源汽车企业自主研发成功率t不断提高的情况下，由于M 是t的减函数，当t超过临界值时，有（c1-c2）s+L2-M＞0，且tR2-L2+（c1-c2）s+L2-M＞0，新能源汽车企业也会逐渐采取自主研发策略。这说明在政府补贴比较低的环境中，只要能够提升研发成功率，新能源汽车企业也会采取自主研发策略。现有政策要立足于提高新能源汽车企业研发人才积累，提升新能源汽车企业研发成功率，加快新能源汽车技术突破。

（2）情形2当时，系统的演化稳定策略是（0，1）和（1，0）。

当新能源汽车企业自主研发成功率t小于新能源汽车产业主导权损失／产业主导权收益且政府补贴率在之间时，有（c1-c2）s+L2-M ＞0，且tR2-L2+（c1-c2）s+L2-M＜0。结合图6可以发现，在自主研发成功率比较低，且政府补贴处于高临界值与低临界值之间时，自主研发意愿低的新能源汽车企业会趋向选择技术引进，而自主研发意愿高的企业会趋向选择自主研发，出现技术引进和自主研发共存的局面。

随着t不断提高，M 会不断减小，有（c1-c2）s+L2-M ＞0依旧成立，而tR2-L2+（c1-c2）s+L2-M＜0不再成立，这时新能源汽车企业将趋向选择自主研发。

（3）情形3当时，系统演化的稳定策略是（0，0）和（1，1）。

当新能源汽车企业自主研发成功率t大于新能源汽车产业主导权损失／产业主导权收益且政府补贴率在之间时，有（c1-c2）s+L2-M ＜0，且tR2-L2+（c1-c2）s+L2-M＞0。结合图7可以发现，在自主研发成功率较高的情况下，新能源汽车企业研发选择将会出现分化：在创新收益得到保障的环境中，新能源汽车企业能够从协同创新中获益，进一步强化研发行为［22，23］；在创新收益无法得到保障的环境中，新能源汽车企业会趋向技术引进。

随着自主研发成功率t的提升，M 会不断减小，（c1-c2）s+L2-M ＜0将不再成立，而tR2-L2+（c1-c2）s+L2-M＞0保持不变。说明在创新收益无法得到保障的环境中，如果能有效提升企业自主研发成功率，能引导企业选择自主研发，通过技术突破形成良性循环［24］。

（4）情形4不论关系如何，当满足时，系统的演化稳定策略是（1，1）。

不论新能源汽车企业自主研发成功率t和新能源汽车产业主导权损失／产业主导权收益如何变化，总有（c1-c2）s+L2-M ＞0，且tR2-L2+（c1-c2）s+L2-M ＞0。结合图8可以发现，当政府补贴率高于临界值时，新能源汽车企业倾向于自主研发。在发展初期，政府补贴能够帮助新能源汽车企业分担自主研发风险，降低自主研发成本，实现技术预期，从而促进企业自主研发投入。随着新能源汽车企业自主研发成功率t增加，有（c1-c2）s+L2-M＞0，且tR2-L2+（c1-c2）s+L2-M＞0，新能源汽车企业倾向于采取自主研发策略。这说明在政府的高补贴政策下，提高新能源汽车企业自主研发成功率，是促进新能源汽车企业自主研发的有效手段。

图5 情形1下的演化仿真图

图6 情形2下的演化仿真图

图7 情形3下的演化仿真图

图8 情形8下的演化仿真图

3 结论与启示

新能源汽车企业研发策略受到政府补贴率、研发成功率等多重因素的影响。总体而言，当政府补贴高于临界值时，能够促进新能源汽车企业自主研发投入。当政府补贴低于临界值时，新能源汽车企业会采取技术引进策略。在研发成功率比较高的情况下，良好的创新环境容易促进新能源汽车企业自主研发，进而形成协同创新的氛围［25］。在创新收益得不到保障的环境中，新能源汽车企业更倾向于技术引进，获得短期利益。研发成功率较高会促进新能源汽车企业自主研发，反之会倾向于技术引进。基于以上研究结论，我们提出如下政策建议：

（1）我国新能源汽车企业发展初期面临研发成本高、研发风险大等困难，政府需要提高研发补贴力度，降低新能源汽车企业自主研发成本。我国针对新能源汽车生产和销售环节的补贴较多，针对研发环节的补贴数量相对不足，难以有效降低新能源汽车企业自主研发风险。我国需要调整政府补贴的功能和标准，增强对新能源汽车企业研发的激励，提高新能源汽车企业自主研发积极性。

（2）提高研发成功率是促进新能源汽车企业自主研发的内在要求，是新能源汽车企业获得自主技术的基本前提。对于新能源汽车企业而言，要注重内部高端研发人才的培养和引进，并加强同外部专业研究机构的合作，不断提高自身研发能力和研发成功率。

（3）营造良好的协同创新环境。要强化知识产权保护，构建专业服务平台，培育自主创新文化，以塑造良好的创新环境引导新能源汽车企业协同创新。