網路效果與系統開放決策




周建富

余家銘

國立台灣大學經濟學系 國立中興大學經濟學系
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摘要

  本文探討決定廠商開放性決策之因素,如網路效果、 技術外溢效果以及市場佔有率。 研究發現市場佔有率及外溢效果將影響大廠開放其系統的動機。

關鍵字: 網路效果、並容性





1. 研究動機

  所謂網路效果 (network effect), 係指一財貨的需求量隨著並容性產品消費量的增加而增加。 網路效果的產生一方面可能直接來自網路外部性 (network externality) , 如 Katz 和 Shapiro (1985)、Farrell 和 Saloner (1985, 1986) 所論及, 消費者消費一財貨的效用直接隨著並容產品消費人數的上升而增加, 例如電話、傳真或公司內部資訊網路 (intranet)。 另一面也可能以間接形式產生, 如 Chou 和 Shy (1990,1993)、Gandal (1994) 的分析, 一硬體消費人數的增加會使該硬體支援產品的種類和數量增加, 因而提昇使用該硬體或並容硬體的消費效用,這裡所謂的硬體可以是電腦、 作業系統或錄影機,而支援產品則相對為電腦週邊設備、套裝軟體及錄影帶。 Katz 和 Shapiro 也提到若硬體具有耐久財 (durable goods) 性質, 則支援產品尚包括售後服務的品質與有無。 網路外部性或網路效果的研究自 1980 年代起開始興起, 其不僅牽涉到產品的並容決策,影響市場分割, 更由於論及技術聯盟的策略以及反托拉斯或公平交易法的經濟效率, 因而受到重視。

  本文關心在網路效果下,產業內具有影響力的大廠商在開放性決策上的考量。 所謂的開放性決策,係指一廠商決定是否將其技術規格公開給其他廠商而言。 眾所周知,IBM在1981年8月推出其「個人電腦(PC)」,並因其開放性架構而獨霸市場, 但其開放體系也使康柏電腦於1982年馬上推出IBM相容型電腦 (clone) 加入競爭, 在1987年之後,IBM公司的開放態度傾向保守, 例如影響最大的是IBM不將微通道匯流排 (microchannel bus) 與當時PC AT相容性電腦上的附加卡相容, 而希望獨佔個人電腦的標準,但其他廠商共組聯盟發展ISA匯流排, IBM對個人電腦架構的控制權就此消失; 1980年代中期,IBM在個人電腦市場有百分之六十的佔有率, 現在的市場佔有率則只在百分之十五左右 (Bill Gates (1996),Frank Koelsch (1996))。 另一個類似的事件是1997年5月英代爾(Intel)發表第六代微處理器 (Pentium II)及其採用的Slot 1插槽界面,並聲稱往後新款微處理器將採用此一介面, 而不再支援Pentium II之前的CPU常用的Socket 7介面, 更重要的是英代爾已經為Slot 1插槽申請多種專利,而不願意開放此一新CPU介面。

  在本文初稿完成時, 發現Economides (1996)和本文有相當的關聯, Economides於文中宣稱在完全並容及大小廠商成本相同下, 大廠有動機鼓勵小廠進入以使產業規模增加, 即網路效果會大於競爭效果。 本文之不同處在討論給定廠商數及可能的成本差異下, 大廠是否有公開技術規格以其達成標準化而獲得更大網路效益的動機, 本文發現在相當的成本差異下, 競爭效果反而會大於網路效果, 而使技術領導大廠傾向不並容均衡。 廠商的開放決策常是一個兩難的問題, 一方面廠商公開技術標準固然會使支援產品增加,而享受網路效益, 但另一方面,開放卻也意味著與其他廠商更直接、面對面而激烈的競爭, 同時,系統開放後還會產生技術外溢的效果, 因此一廠商,即使有生產上的成本優勢,是否開放其技術規格便須視網路效果、 技術外溢效果以及市場上競爭對手的多寡而定。 為方便分析, 本文假設只有一家大廠有能力開放其系統以吸引小廠跟進。 研究發現市場佔有率下降及外溢效果將減少大廠開放其系統的動機。





2. 經濟模型

  假設市場上有一家技術領導的大廠 (以 eq001 表示之) 和 eq002 家小廠 (以 eq003 廠商代表第 eq003 家小廠, eq004 , eq005 )。 不考慮網路效果時的市場需求為

eq006

其中 eq007 為產品市場價格, eq008 為產品的市場需求量, eq009 為一大於零的常數, 代表產品的最高淨價值。

  在考慮網路效果下,消費者的享樂價格(hedonic price)將因而上升, 假設價格上升的幅度與網路規模呈線性關係, 又假設網路規模為並容性產品的總銷售量, 任一廠商 eq010 及其並容廠商面對的市場需求便為

eq011

其中 eq012 是與 eq010 廠商並容之產品的總銷售量, eq013 是網路效果的敏感度指數,為不違反需求法則(demand law), 假設 eq014eq013 越大代表網路效果越強。 若網路效果確實存在,即 eq015 ,則在給定總產業產量( eq008 )下, 與 eq010 廠商並容之產品的銷售價格( eq016 )將隨著並容產品銷售總量( eq012 )的增加而上升。

  設大廠的產量為 eq017 且其單位生產成本為 eq018 , 各小廠的單位生產成本皆為常數 eq019 且產量為 eq020 。 假設只有大廠有能力開放系統,故若大廠不開放其系統技術規格, 各大、小廠只有各自形成網路,即只享受自身的網路效益, eq021 。 任一小廠的利潤函數為

eq022

大廠 eq001 的利潤函數為

eq023

故可得小廠與大廠的一階條件分別為

eq024 eq025

利用對稱性可以求解出

eq026

eq027

其中上標 eq002 代表大廠不開放下的Cournot-Nash均衡。 為確保 eq028 ,必須進一步限制 eq029 。 將均衡產量代回利潤函數可得大廠在不開放下的均衡利潤為

eq030

值得注意的是 eq031 恰為 eq032

  若大廠願意開放其技術,設所有小廠會為享受網路效益而與其並容, 且暫且假設廠商成本不受開放決策影響, 此時 eq033 ,所以小廠的利潤函數為

eq034

大廠的利潤函數則為

eq035

故可得廠商的一階條件為

eq036 eq037

同樣利用對稱性可得

eq038

eq039

上標 eq007 代表大廠開放系統下的Cournot-Nash均衡。 為確保 eq040 ,必須假設 eq041eq042 。 大廠開放後的均衡利潤為

eq043

eq044 恰為 eq045

  技術領導的大廠是否開放其系統,需視 eq044eq031 之相對大小而定, 又因 eq046 ,且 eq047 , 故知 eq048 的正負符號取決於

eq049 (1)

之正負,其中 eq029 的限制使分母為正。 當 eq050 ,即網路效果不存在,討論大廠開不開放是沒有意義的。 當 eq015 ,(1)式的正負取決於 eq051 之正負, 故可得

eq052 (2)

而(2)式的關係可以用圖一表示。


圖一. 技術領導廠商之開放性決策。

  因討論正網路效果,故只有第一和第四象限納入分析。 其中有網點部份代表廠商會開放其系統, 白色部份則代表廠商不會開放其系統。 值得注意的是廠商會開放的部份只存在第一象限, 橫軸和第四象限上的點代表技術領導廠商沒有成本優勢, 即 eq053 (因為 eq042 的假設), 故可得下面定理。

定理一、 若技術領導廠商無成本上的優勢,則必開放其系統。 一存在成本優勢的技術領導廠商會開放其系統若且唯若

eq054 。 (3)

  雖然開放可以使大廠商獲得網路效益,而使需求擴增, 但相對也會使大廠與小廠間面對更激烈的競爭。 若小廠廠商數不多或市場需求夠大,網路效益的考量會較避免競爭的動機強, 大廠仍會開放其技術。 但若小廠增加到一定的幅度或市場需求不夠大,致使市場競爭過於激烈, 大廠的銷售量不增反減,則大廠的最適決策就為不開放其系統, 而寧可享受其局部市場(local market)的獨佔力。





3. 技術外溢效果下之經濟分析

  接著考慮技術外溢效果, 開放體系使小廠易於模仿製造,因而使小廠的成本下降; 事實上,IBM在1987年的反開放決策可視為為遮斷外溢效果,保住其成本優勢。 大廠的另一種反開放手段是將其技術規格申請專利使小廠侵犯專利權的機率和成本增加, 例如英代爾為主導個人電腦架構而以多種專利保護其Pentium II處理器的Slot 1插槽。 技術外溢效果可能直接降低邊際生產成本, 也可能使固定投入成本(sunk cost)下降,而間接降低進入障礙, 使新廠商更容易進入, 均衡時市場上的廠商數增加。 首先探討成本型的直接外溢效果, 再針對廠商數型的間接外溢效果進行分析。

  考慮直接外溢效果, 假設技術領導廠商開放其系統後使其他小廠的單位生產成本由 eq019 下降為 eq055eq056 。如前一節所述, eq048 的符號決定於 eq057 。 在外溢效果的影響下,

eq058 eq059

故知一廠商會開放其系統若且為若

eq060

又因為 eq061 , 相較於(3)式,外溢效果使不等式的右式多減一正項, 因此可得下面的定理。

定理二、 技術外溢效果使技術領導廠商的開放動機下降。

  直觀上,技術外溢效果使其他廠商的成本下降, 即其他競爭廠商由技術領導廠商的開放決策所獲得的競爭力增加更大, 因此開放決策所帶來對技術領導廠商的潛在威脅更大, 故技術領導廠商會很合理地趨向不開放其系統。

  就廠商數型的間接外溢效果言, 廠商數因開放決策所導致的固定成本下降而增加, eq002 上升至 eq062 使 eq063 曲線上移,且斜率也變得比較陡, 如圖二所示。 故在給定 eq064 下,技術領導廠商將更不容易開放其系統, 定理二仍成立。


圖二. 間接技術外溢效果。





4. 結論與未來發展方向

  由上面的分析可知,對一技術領導廠商而言, 開放決策雖然會帶來網路效益, 卻也會激化原來的競爭,使獨佔力下降, 故技術領導廠商須作一適當抉擇, 因此技術領導廠商的不開放決策亦是合理的。 研究顯示市場佔有率的下降與技術外溢效果的存在都會降低技術領導廠商開放系統的動機, 而使社會較不容易達成技術標準的統一。

  另一方面,若技術領導廠商亦同時為數量領導廠商, 即在Stackelberg的架構下,即使沒有成本差異, 大廠仍有動機不開放其系統,即不達成產品並容性。 蓋若大廠本為數量領導,則其佔有市場大部分的產量, 因此開放所增加的網路效益被小廠擴大產量的損害所抵銷, 故大廠無動機達成產品並容。 本模型將現實社會條件做相當程度的簡化, 雖然其中的一些簡化並不會對真實結論造成影響。 而一些假設及條件放寬後的探討, 例如兩家大廠的雙占情況, 或若廠商進行價格競爭,小廠商並容決策的內生化, ,以及特許權權利金(license fee)和安置基底(installed base)之考慮等等, 都是本模型未來進一步思考、發展的方向。





參考文獻

[1] Gates, Bill (1996), 擁抱未來, 王美音譯, 遠流出版社出版。

[2] Koelsch, Frank (1996), 資訊媒體狂潮, 譚夫譯, 遠流出版社出版。

[3] Chou, Chien-Fu, and Shy, Oz (1990), "Network Effects without Network externalities," International Journal of Industrial Organization, Vol. 8, pp. 259-270.

[4] Chou, Chien-Fu, and Shy, Oz (1993), "Partial Compatibility and Supporting Services," Economics Letters, Vol. 41, pp. 193-197.

[5] Economides, Nicholas (1996), "Network Externalities, Complementarities, and Invitations for Enter," European Journal of Political Economy, Vol. 12, pp. 211-232.

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[9] Katz, Michael L., and Shapiro, Carl (1985), "Network Externalities, Competition, and Compatibility," American Economic Review, Vol. 75, pp. 424-440.