1.3 技術生產的規模經濟和范圍經濟

技術的生產具有類似規模經濟的特征, 即技術產出越多, 研發機構的生產效率越高, 其原因包括“干中學”、研發的單位固定成本越來越小等。技術生產的規模經濟特點意味著大型專業性的研發機構在技術生產上具有競爭優勢。技術生產還具有范圍經濟特點, 即特定領域的研發機構可能在其他不相關領域具有創新能力。

1.3.1 規模經濟與現代經濟

規模經濟是現代經濟的核心特征之一。規模經濟意味著產品或服務的平均成本隨著產出的增加而下降, 也就是說產出越大、效率越高。工業技術的進步使得規模經濟這一特點越來越顯著, 交通技術的進步又使得社會分工和相互交易成為可能, 兩個因素共同促成了現代經濟體系的形成。大規模專業化生產極大地提高了生產效率和生活水準, 為人類社會帶來了革命性的影響。

規模效應的形成機制有多種。從橫向角度看, 由于產品的復雜性, 生產需要多人或多團隊密切合作, 每人專注一個小的方面, 通過專門的技能投資, 做精做強, 形成專業才能。“干中學”意味著產出越多, 生產效率越高, 人們在生產的過程中學習并創新, 不斷提高技術水平。在此基礎上相互合作, 最終大幅提高生產效率, 或者使原來不可能完成的生產得以實現。例如, 靠一己之力幾乎不可能生產出一輛汽車, 但是通過大規模合作, 就可以高效率地生產出大量高質量的汽車。

從縱向角度看, 一個產品的生產既可以選擇“輕資產”模式, 也可以選擇“重資產”模式。后者采用大型設備, 雖然固定成本高, 但邊際成本低。在大規模生產的情況下, 企業會采用“重資產”模式, 從而獲得較低的平均成本, 這樣就形成了規模經濟。

規模經濟是工業革命的一個核心特征, 但是在信息革命時期, 其重要性絲毫沒有減弱, 甚至有了新的表現形式。信息產品經常有“網絡外部性”的現象——每個使用者的加入都會增加信息服務對其他使用者的價值。所有使用者共同構成一個網絡, 且網絡越大越有價值, 這是規模經濟的新型表現形式。這個現象導致信息服務中經常出現“平臺經濟”和“贏家通吃”等新現象, 例如微軟的視窗計算機操作系統、谷歌的安卓手機操作系統、騰訊的QQ和微信社交軟件、阿里巴巴的淘寶和天貓電子商務平臺等。

實現規模經濟是企業成功的一個“門檻”。在國內市場上有很多新創企業, 長期在市場上艱苦掙扎, 它們雖有一定的技術基礎, 但卻難以打開局面, 原因主要就是較低的銷量使得企業難以獲得足夠的研發資金, 也難以在生產中學習, 妨礙了技術進步。同時, 較低的銷量也使得產品難以得到大規模實踐檢驗, 無法進一步完善產品。

如果一個外生沖擊能夠促進產品銷售, 那么這些問題都會迎刃而解。例如, 美國發起的對華貿易打壓迫使一些國內終端產品企業 (如華為公司) 不得不開始從國內市場尋找零配件供應商, 因此這些零配件企業迎來難得的發展契機。事實證明, 一些小企業完全具備替代國外高科技產品的能力, 重要的是給他們“干中學”的機會和投資研發的資金。

1.3.2 工程開發的規模經濟

在技術生產的工程開發階段, 經常存在顯著的規模效應。一項重大技術的研發需要大量不同領域的科技人員通力合作, 各自施展自己的專業技能, 解決各個方面或分支的問題。分工細致的研發團隊在每個領域都有較高造詣, 因此在技術生產上的效率較高。從管理方面看, 產出較大的技術研發機構還有較為豐富的開發方面的組織協調經驗, 更加善于配置各種資源, 完成開發任務。大型研發機構擁有較為先進的加工和測試設備, 有助于提高研發速度、降低研發成本。

大型的專業性研發機構往往還與國內外學術和科研單位有廣泛的聯系, 可以在垂直和水平方向同時起到橋梁作用。

在垂直方向, 專業性研發機構可以打破技術原理發明者與最終產品生產企業之間的壁壘, 幫助新技術在下游實現社會價值。技術的發明者很多是學者, 缺乏足夠的資金或人際斡旋能力來開展投資巨大的工程開發活動, 使得很多發明專利被束之高閣、迅速貶值。而最終產品生產企業限于自身的研發能力和信息不對稱, 也難以發現或判斷新技術的開發風險和市場風險。通過專業性研發機構的科技信息優勢、低成本開發能力和市場調研能力, 能夠較快發現并開發有潛力的全新技術, 及時實現市場化。

在水平方向, 專業研發機構能夠較好地整合各種技術開發資源, 完成大型項目。很多技術需要跨學科、跨領域合作, 相互之間取長補短, 共享大型科研設備。由于這種合作是建立在較高的科技知識水平基礎之上的,科研單位之間的合作遠比生產企業與科研單位合作更容易, 交易成本更低。

專業化的研究機構本身并不深度介入最終產品市場, 而是將大部分精力和資源投入技術的甄別和開發中。這些機構擁有高質量的工程師團隊,長期從事工業技術開發的相關活動, 業務熟練, 配合默契。不僅如此, 由于專業研發機構涉獵多個開發領域, 可以利用在不同技術的研發過程中積累的經驗和靈感, 因此探索思路較為開闊, 解決問題和創新的能力較強,開發的速度和質量較高。

由于各種原因, 技術開發過程中的規模效應長期沒有得到足夠的重視。雖然在很多情況下, 一些技術可能必須在企業內部的研發部門進行,但是很多技術如果采用外包的方式獲得, 成本可能會低很多。國內外經驗表明, 越來越多高科技企業將技術研發外包給外部專業公司1, 并取得了巨大的成功。

我國各級政府一向重視發展高科技產業, 各地建立了很多官方或官方補貼的“科技孵化園”, 提供各種創業服務, 但是大多不提供工程師團隊的服務。科技創業者需要自己到市場上雇用工程師, 依靠小團隊完成產品開發。這樣的機制缺乏規模效應, 使得創業過程面臨極大的困難。

由于財務負擔沉重, 技術力量和市場調研能力不足, 大部分科技孵化園實際上只能孵化出一些復雜程度較低的科技產品, 僅有極少數項目能夠以巧取勝。有實證研究表明, 雖然小型創新團隊在某些領域有其優勢, 但是在多數較復雜技術的開發上的確力不從心。2

1.3.3 技術開發的范圍經濟

與規模經濟密切相關的另一個概念是范圍經濟。范圍經濟意味著企業同時生產多種產品的成本低于單獨生產各產品的成本之和, 例如火力發電企業主要提供電力, 但同時可以以很低的成本提供熱力; 煉油企業不僅生產作為燃料的汽油、柴油、煤油, 還生產潤滑油等大量其他化工產品。

在技術生產領域也存在明顯的范圍經濟。人們對技術的分類一般是從應用的角度出發, 但是技術實現的原理來自科學。兩個看起來完全不同的應用技術, 其科學原理可能是非常接近的。因此, 一項技術的開發者往往在其他意想不到的領域中, 擁有強大的技術開發能力。在科技研發領域,規模經濟和范圍經濟之間沒有清晰的界限, 因為任何兩個技術產品都是不同的。

微波爐的發明

微波爐是一種常用的小家電, 不僅可以用來烹調、解凍、烘焙, 還可用于蔬菜脫水、恢復食物香脆、熬制中藥、烘烤水粉畫等。難以相信的是,微波爐的發明者居然是一個軍用雷達工程師, 并由一個軍火公司首先推出。

微波爐的歷史要追溯到第二次世界大戰期間。 1940年, 當時的英國伯明翰大學科學家約翰·蘭德爾和哈利·布特發明了磁控管, 這種產品被迅速應用到戰場上, 用于發射微波雷達信號, 以偵測納粹德國的飛機和輪船。

1945年, 美國軍火商雷神 (Raytheon) 公司的工程師珀西·斯賓塞在對一部工作中的雷達進行維護作業時, 意外發現當他靠近雷達設備時, 他的身體能感覺到奇怪的刺癢, 同時口袋里的一根巧克力棒融化掉了。經過一番研究, 他認定是雷達磁控管發射的微波加熱了他的巧克力棒。

珀西繼續對微波進行實驗。他將磁控管對準玉米粒并啟動, 結果制造出了世界上第一顆微波爆米花。然后他又制作了一個金屬盒子, 一端開口, 另一端對準磁控管。他用這個盒子加熱了他的午餐和許多別的食物。據說有一次他加熱了一個雞蛋, 結果雞蛋發生了爆炸, 并噴到他同事的臉上。于是他決定給這個盒子加上一個門, 以防止類似事件再次發生?，F在我們都知道, 微波爐不能用來加熱生雞蛋。

1945年10月, 珀西申請了“一種處理食品的方法”的專利, 其中詳細描述了如何使用微波加熱食物, 其過程僅消耗極少的能源。 1947年, 雷神公司推出了第一款商業化的微波爐——Radarange, 這款微波爐大約有1.8米高, 300千克重, 功率為3 000瓦, 售價為5 000美元。很顯然, 這個微波爐并不適合家用, 主要供經營場所使用。

資料來源: Microwave Oven history (https://microwavemasterchef.com/microwave-oven-history/, 訪問時間2021-07-20)。

大型專業性研發機構的業務特點是可以同時開發多種技術產品。不同的開發項目雖然看起來各不相同, 但是在原理和思路上往往有相通之處,能夠互相啟發、互相促進、資源共享。

科學技術人員從事的是探索性的腦力勞動, 最重要的是思維開闊、不拘一格。彼此之間的思想交流非常重要, 包括與不同領域的研發人員進行交流, 而綜合性的研發機構最能提供這樣的交流機會。

相對而言, 在生產企業內部的技術研發中, 企業僅專注于本企業的最終產品部門所需要的技術, 其他技術即使開發成本低, 也比較難以進入研發計劃, 因此范圍經濟較難被利用。當然也有例外, 例如微波爐的發明。

為了提高技術市場效率, 通過一定的政策引導, 發動市場和半市場的力量, 發展大型專業性技術開發機構, 有利于充分實現科技研發中的規模經濟和范圍經濟, 提高整個社會的創新效率。

1 Chesbrough H.2004.Managing open innovation: In uncertain markets, new metrics can help companies to play poker as well as chess [J].Research-technology Management, 47: 23—26.

2 Zoltan J A, David B A.1987.Innovation, market structure, and firm size [J].The Review of Economics and Statistics, 69 (4): 567—574.