二阶段期权博弈在企业R&D投资决策中的应用
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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论..........................................................1
§1.1 课题的研究背景.............................................1
§1.2 课题的研究意义.............................................1
§1.3 课题的国内外研究综述.......................................2
§1.4 课题研究的主要内容.........................................4
§1.5 课题研究的总体思路与框架....................................5
第二章 企业 R&D 投资决策传统方法......................................7
§2.1 企业 R&D 投资相关概念与特点.................................7
§2.1.1 企业 R&D 概念..........................................7
§2.1.2 企业 R&D 阶段及其投资特点..............................7
§2.1.3 R&D 投资的类型.........................................8
§2.1.4 传统的 R&D 投资评价方法介绍与不足.......................9
第三章 实物期权与博弈论............................................12
§3.1 实物期权理论...............................................12
§3.1.1 实物期权概念..........................................12
§3.1.2 实物期权理论的基本类型................................12
§3.1.3 实物期权的各类模型[33-38]..............................14
§3.1.4 实物期权模型评价及其前沿性问题.......................18
§3.2 博弈论.....................................................19
§3.2.1 博弈论介绍...........................................19
§3.2.2 博弈的基本表示方法...................................21
§3.2.3 博弈表示方法..........................................22
§3.2.4 常见的求解方法........................................24
第四章 R&D 博弈与竞争反应............................................26
§4.1 R&D 博弈类型..............................................26
§4.1.1 类似于囚徒困境的 R&D 博弈情况下.......................26
§4.1.2 类似于“夺取美元”的 R&D 博弈情况....................27
§4.1.3 类似于“烧桥”的 R&D 博弈情况........................29
§4.1.4 竞争者的研发能力未知的同时决策的 R&D 博弈情况.........30
§4.2 竞争反应[47].................................................33
§4.2.1 数量竞争..............................................33
§4.2.2 斯坦克尔伯格 Stackelberg 的寡头模型...................34
§4.2.3 伯特兰德 Bertrand 的寡头模型...........................34
§4.3 竞争反应的类型.............................................35
§4.3.1 战略替代反应：........................................35
§4.3.2 回报竞争反应.........................................36
§4.4 一个阶段的期权博弈.........................................37
§4.4.1 一阶段期权博弈（独占期权情况下）......................37
§4.4.2 存在竞争性的一阶段期权博弈（分享期权）................38
1
第五章 两阶段期权博弈...............................................40
§5.1 无竞争的两阶段期权.........................................40
§5.2 竞争下的两阶段投资期权博弈（竞争发生在第二阶段）...........41
§5.2.1 竞争者反应是战略替代的且投资类型是专有的投资博弈......42
§5.2.2 竞争者反应是战略互补的且投资类型是专有的投资博弈......44
§5.2.3 竞争者反应是战略替代的且投资类型是共享的投资博弈......46
§5.2.4 竞争者反应是战略互补的且投资类型是共享的投资博弈......48
§5.3 竞争下的两阶段投资期权博弈（竞争发生在第一阶段）...........50
§5.3.1 两个公司战略技术投资阶段序列进行......................50
§5.3.2 两个公司在第一阶段进行合作（联合研发投资）............52
第六章 研究总结与展望...............................................53
§6.1 主要结论...................................................53
§6.2 展望.......................................................53
参考文献............................................................55
第一章 绪论
第一章 绪论
§1.1 课题的研究背景
20 世纪 80 年代以来，随着全球经济的发展和科学的进步，一个重要的时代
特征就是竞争，因此企业 R&D 变得越来越举足轻重，被认为是市场竞争优势的保
障。企业 R&D 活动日益成了企业扩大自己的市场份额，谋的更好的生存与取得更
好的发展的重要手段，特别是在一些高科技行业里的企业，如生物制药企业、软
件企业、电子电信企业等尤其如此。2006 年Google 的研发费用为12.3 亿美元，雅
虎为8.33 亿美元，eBay 为4.95 亿美元 2006 年美国科技公司的研发费用同比增长
了17%。其中微软的研发费用位居科技公司之首，达到了65.8 亿美元。2006 年，
企业将大部分研发费用用于完善当前产品，而不是开发新产品[1]。以 Adobe 为例，
该公司将90%的研发预算用于强化当前产品技术的迅速升级和客户需求的不断改
变，迫使企业必须对 R&D 项目有足够的资金投入，否则就有可能在技术上落后
于竞争对手，致使企业产品无法更新换代，存在在竞争中被淘汰出局的风险。同
样的在宏观层面 ，R&D 投资活动也是经济结构和经济增长方式的深刻变革和国
民经济发展的重要源动力。20 世纪末的十年美国经济的持续强劲增长便是一系列
R&D 投资活动引发的结果。这让世人领教了R&D 活动对促进国民经济持续健康
发展的巨大推动作用。
鉴于R& D 活动在微观市场主体和宏观国民经济中的突出作用，R&D 项目
投资决策的研究长期以来受到企业高管、政府机关以及理论界学者的关注。作为一
个发展中的国家，我国正面临如何提高企业竞争力、增强市场主体活动能力，促
使国民经济持续健康发展的重要课题，所以，有必要针对 R&D 项目投资的特点，
研究分析R&D 项目的评价方法，并建立起真正实用的决策方法和评估工具。
§1.2 课题的研究意义
在经济运行过程当中，不断变化的、不确定性的存在和竞争的相互作用的市
场条件将使投资项目实际发生的现金流与期望的现金流之间存在偏差:同时认识
到，当关于项目投资和项目经营的新信息被获知后，市场条件的不确定性和未来
现金流会进一步明确。这样，决策者就可以相机更改初始经营战略、运用灵活的管
理手段以利用良好的市场机会、避免损失。在投资决策分析中考虑项目生命期内的
管理柔性(management flexibility)，采用包括延期投资、放弃投资、扩展投资、紧缩
投资以及更改项目生命期内的阶段投资等手段提高项目投资效益[2]。在实践家采取
积极措施的同时，理论研究人员也认真剖析传统分析方法的弊端，逐步发展新的
理论分析方法。他们已经认识到传统的标准折现现金流方法经常低估投资机会.从
而导致短期行为决策，造成投资不足和竞争地位实际下降，这主要是因为传统的
财务分析忽略了企业经营管理中至关重耍的战略考虑.决策分析家主张用仿真和
1
二阶段期权博弈在企业 R&D 中的应用
决策树分析来捕捉未来经营柔性的价值(operating flexibility)，他们深入研究分析
了DCF 在实际应用中的错误使用问题，对传统的 DCF 分析方法在具有显著的经
营和战略投资中所表现出来的局限性有了一个明确的认识.
在企业，政府用实物期权的方法来评估经营柔性的同时，他们也逐步的发现
考虑了经营柔性虽然非常重要，但是目前的市场结构，竞争也是企业 R&D 投资
过程评价方法的必须考虑到难点之一，不同的市场结构，竞争格局需要不同的战
略对应，俗话说知己知彼，百战不殆，就是要了解竞争对手的信息，策略，以及
竞争对手的收益，才能做出有利于企业发展的策略，所以一个如果能够找到一种
方法把投资的灵活性与竞争的战略互动想结合起来，那么无疑是更加贴近现实的
一种方法。
本文正是出于这样的考虑，把投资的灵活性与竞争的战略互动结合起来去分
析一个二阶段 R&D 投资决策的过程，此种方法在现实运用中有更强的适应性。
§1.3 课题的国内外研究综述
（1）国外对实物期权研究：最初把期权定价理论运用到项目投资领域的是
Myers 教 授 ，他于1977 年首次提出把投 资 机会看作 “ 增 长 期权”的思想
[3]。Margrabe（1978) 研究了以一种风险资产交换另外一种风险资产权利的价值
[4]。Geske (1979) 研究了关于复合期权的定价问题，在标的资产不支付红利的条件
下，Geske 给出了复合期权的解析表达式[5]。Carr(1988)年在 Margabe 交换期权定价
模型基础上，运用 Geske 复合期权定价思想，提出了欧式序列交换期权定价公式。
Mcdonald 和 Siegel(1986)研究了具有不可回收项目的最优投资时间问题。当投资
项目的价值超过某一关键值时，进行投资为最优投资，否则，要推迟项目的投资
在具有经济意义的模型参数的条件下，投资者要推迟到投资项目的价值为投资项
目的投资费的2倍时，再实施具体的投资。Pindyck(1994)研究了含有推迟权的不可
回收投资项目的投资问题[6]。Myers 和 Majd(1990)研究了具有放弃权投资项目的投
资机会价值。Trigeorgis(1993)深入全面地分析了实物期权及其应用，说明了不同类
型的实物期权的原理 以 及 各 种实 物 期 权 之 间 的 相 互 影 响 [7] 。Lint 和
Pennnings(1998)提出了解决 R&D 项目预算问题的一个特殊的期权定价模型，并把
它应用到飞利浦公司早期的研发中。Lint 和 Pennnings(2001)认为新产品的发展过
程可以看作是随着时间不确定性减少的一系列实物期权。在电子的研发和新产品
项目中，一些项目可以看作波动率的矩阵对应研发和新产品的价值。对于波动率
低的项目，可以立即执行净现值高的项目，而放弃净现值低的项目。对于波动率
高的新产品发展，应该放弃净现值高的项目，但是净现值低的项目有期权价值，
应该推迟新产品发展。Panayi 和 Trigeorgis(1998)研究了电信当局的信息技术基础
设施建设决策和银行的国际化扩张期权，提出了扩展 NPV 概念，考虑到传统的期
望现金流的现值 NPV 和战略灵活性所获得的期权价值，指出:扩展 NPV=传统 NPV
十期权价值。Otoo (1998)以一个生物科技公司为例，把公司内在的增长机会看作
实物期权，对其进行定价.Kellogg 和 Chames(2000)将决策树方法和增长期权的二
项式模型引入一家生物制药公司，对新药发展项目进行评估。Bellalah (2001)讨论
了不完全信息下的不可逆投资，提出了描述在不完全信息下投资机会的类似期权
特征的模型，运用期权定价理论获得了最优投资规则。Lee 和 Paxson(2001)提出了
2
第一章 绪论
R&D 实物美式序列交换期权，在序列投资阶段，未来收入和投资花费都是随机的，
在任何时刻，投资可以开始或者放弃。Brach 和Paxson (2001)提出应用泊松跳跃实
物期权思想来分析生物科技中 R&D 基因发现和销售。它集中讨论药品发展的前期
阶段。它假设在有限的时间内，发现了有限个基因，这个过程可以看作是泊松过
程。Newton,Paxson 和Widdicks(2004)概括了实物研发期权的研究，包括它的基础、
更多创新的模型及其应用这些模型的难点，尤其是参数的估计等。
（2）国内在实物期权方面的研究：国内的研究起步比较晚，但是发展的很快:
郑德渊，李湛(2000)以二叉树无风险套利定价模型与决策树为基础，建立评价
R&D 项目的实物期权方法[8]。范龙振，唐国兴(1998)讨论了经营柔性对项目价值评
价的影响，利用衍生证券的风险中性定价理论，在项目可以暂停生产这种经营柔
性下，在产品价格分别服从几何布朗运动、均值回复过程和更一般的随机过程下
讨论了项目净现值的计算方法，并对经营柔性的影响作了讨论[9]。许民利，张子刚
(2001)应用实物期权理论分析了R&D 项目投资，将R&D 项目投资的不确定性归
纳为三个随机过程，建立了求解 R&D 投资机会价值的数学模型[10]。郑德渊(2004)
将Penning-Lint 跳跃过程作为标的资产的变动过程，同时将R&D 投资所产生的溢
出效应纳入到 R&D 项目价值评价中。李启才 ，杨明，肖恒辉(2004)结合技术不确
定性和现金流不确定性及专利保护，运用实物期权法对R&D 项目进行分析，由
动态规划方法推导出有关项目价值评估和投资期权评价的方程式。
（3）国内外在期权博弈方面的研究：研究在激烈竞争和不确定环境中的企业
研究与开发投资决策是期权博弈分析方法发展的背景。期权博弈分析方法弥补了
实物期权方法假设垄断投资机会的局限性,同时考虑了策略互动的影响,吸收了
Fu-denberg 和 Tirole(2000)中对竞争环境下的企业研发策略研究的博弈思想,解决
了实物期权和博弈理论在关于企业研发投资的最优时机选择上存在的潜在冲突。
Smets 对双寡头期权博弈开创性的研究,建立了双寡头期权博弈模型。Dias 和
Teixeira (2003)提供了一个很好的综述,在引入线性需求函数后,建立了跨国投资企
业在不对称可变成本下的双寡头期权博弈模型。吴冲锋(2002)考虑了抢先进入者获
得竞争优势和外部性导致竞争不对等情形下的期权博弈模型[11],杨勇和达庆利
(2005)研究了投资成本和经营成本不对称性情形下的期权博弈,拓展了对称的模型。
最近几年,人们对企业在竞争环境下的投资行为的研究越来越深入,假设条件越放
越宽,。总体上来讲,在这一方面的研究呈现了这样的趋势, 早期主要研究不确定
性对企业投资的影响, 不确定性来自技术的不确定性、收益的不确定性、市场条件
的不确定性、成本的不确定性等多个方面; 后来逐渐引入竞争的影响,研究确定环
境下竞争者进入对企业投资的影响; 最近两年的研究则综合了各个方面的因素,
试图描述企业投资竞争环境下的战略反应。所有的这些研究在某种特定环境下都
是有成效的, 为企业的决策提供了一定帮助。本文将在前人研究工作的基础上着
重研究和描述企业 R&D 投资决策竞争环境下的战略反应。
§1.4 课题研究的主要内容
本课题研究内容主要包括：
1、介绍企业 R&D 的重要性、R&D 投资决策面临的困境，R&D 决策面临的不确定
性与竞争性，R&D 投资决策的国内外研究现状
3
二阶段期权博弈在企业 R&D 中的应用
2. 介绍企业 R&D 投资的相关概念，企业 R&D 概念的界定，企业 R&D 的阶段性，
企业 R&D 投资投资的分类等。本文主要研究的阶段是企业 R&D 的研发战略投资阶
段与后续的商业化阶段两个阶段。同时介绍了介绍企业 R&D 投资决策的二种方法：
之后指出了这两种方法的局限性。
（1）：:净现值(NPV)法，净现值就是将未来的净现金流量以市场利率或资本的
机会成本进行贴现的现值。
（2）：决策树法(DTA)，决策树分析能够处理不同随机事件下的管理投资问题，
它通过分析所有可能行为帮助管理者做出决策
3. 介绍了实物期权的概念，实物期权的各种类型以及模型和他们在处理投资灵
活性价值的时候的用途，之后指出了各种模型的局限性，对实物期权的前沿性问
题进行了介绍。本文主要用到的实物期权模型为二项式模型：模型的基本原理：
构建一个投资组合：购买 N 股标的资产，并且以无风险利率借入价值B的债券，
然后去复制每种自然状态的期权的收益，由于期权和等价资产组合未来会产生相
等的回报，根据无套利的原理，它们的当前价格相等，故用复制等价的资产组合
来给期权定价。
4. 介绍了博弈论的相关概念，博弈论的类型，博弈论的解的概念，博弈树的表
示方法等为接下来博弈论与实物期权的结合使用来解决二阶段 R&D 的投资决策
打下理论的基础
5 把博弈论中各种博弈的形式引入了企业 R&D 投资决策中来，同时给R&D 投
资决策进行分类以便于一个决策者知道自己所处的决策环境是怎么样的。
6 介绍了产业组织学的一些竞争的相关概念，博弈双方战略的类型与竞争者的
反应等，为解决两阶段期权博弈在 R&D 中的应用提供理论上的指导
7 把博弈论与实物期权理论结合起来去分析简单的一个阶段的 R&D 的情况，接
下来扩展到二个阶段的 R&D 的情况，利用投资类型与竞争反应这两个维度分别
分析了一个阶段，两个阶段的大约十二种情况，这些结论与现实中的公司 R&D
的决策有惊人的相似，使得这些分析的方法更具有现实的意义。
§1.5 课题研究的总体思路与框架
课题研究的的总体思路与框架如下图1.1 所示：
4
摘要：
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目录中文摘要ABSTRACT第一章绪论..........................................................1§1.1课题的研究背景.............................................1§1.2课题的研究意义.............................................1§1.3课题的国内外研究综述.......................................2§1.4课题研究的主要内容............................................
作者：牛悦
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时间：2024-11-19
