(1)相关文献分析
国内外文献大都围绕扩大知识产权保护范围的利弊展开分析。Matutes、Regibear、Rockett(1996)认为:扩大保护范围，虽然可以增加创新激励，但是可能妨碍技术推广，因此保护范围并非越宽越好，需要在权衡利弊的基础上加以设定;Green and Scotchmer(1995)认为:在渐进型创新的情形下，扩大知识产权的保护范围，将减少技术的后续应用，降低对技术研发的激励;畠中薰里(2005)探讨了选择赔偿或禁令等不同侵权救济措施下保护范围对研发投资的影响，提出即使在传统创新情形下，扩大知识产权保护范围，也并非必然增加创新投资;長岡貞男(2011)认为:不同产业适宜的知识产权保护范围不同例如与生物技术专利相比，汽车装配产业的专利主要涉及成本节约型技术，这类专利的逆向工程成本较低，更容易被模仿。对于这类专利，保护范围过宽将排除替代品对专利产品的潜在威胁，容易导致专利产品定价过高，带来福利损失;保护范围过窄，无法保证专利产品的垄断定价超过补偿成本，创新激励作用下降。因此，有效的保护范围应当在强化研发激励与缓解市场非效率之间寻找一种平衡，以实现社会收益最大化。
诺德豪斯(Nordhaus 1969)首先建模研究专利保护期限对企业研发支出的影响，认为设定最优保护期限时，不仅要使企业从事研发活动的边际收益等于边际成本，还应当使专利保护延长带来的边际社会成本等于边际社会收益。由此，诺德豪斯以企业利润最大化为约束条件，以社会福利(消费者剩余与生产者剩余之和减去成本)最大化为目标函数，构建激励企业研发的最优专利期限模型，为研究这一类问题提供基本的理论分析框架。本章将在这一框架下，建立信息非对称模型分析知识产权保护范围产生正向激励的作用前提。
Merges和Nelson(1990)等学者结合专利保护范围来研究专利保护期限。其中Gilbert和Shapiro(1990)将专利的保护范围量化为企业的年利润流量，认为窄范围和长期限搭配的专利政策为最优;而Klemperer(1990)和Gallini(2001)的研究则表明:宽范围与短期限的组合也可以是最优的;Denicolo(2000)认为:保护范围与保护期限之间的最佳搭配策略取决于产品市场的竞争程度，是一个混合策略;Hopenhayn和Mitchell(2001)加入信息非对称假设，得出无限专利保护期限为最优的结论，这一结论成为Goh and Oliver(2002)研究保护范围问题的前提假设;Takalo(2001)认为:保护期限和保护范围在一定条件下是可以相互替代的政策工具，与Maurer和Scotchmer(2004)从模仿成本角度的探讨结果一致;潘士远(2005)结合我国国情，构建动态一般均衡模型的分析结果表明，最优的专利期限和保护范围应该都是有限的。鉴于现代产品的生命周期随着消费者需求的多样化、个性化发展而大幅缩短，本章假设企业按照博弈结果开展研发投资决策期间，知识产权尚在有效保护期限内。
现有文献中，对司法制度和执法能力影响知识产权保护范围变动效果的研究较少。Meurer(1989)在前提假设中，规定对于知识产权是否有效的信息，在知识产权所有人具有完全信息，而侵权人只知道其概率的情形下，建立模型，分析双方达成和解，签订许可协议的可能性。在诉讼费用由败诉方承担(英国法律)的规则下和由当事人承担(美国法律)的规则下，两种情形加以比较，得出结论:在败诉方承担的规则下，达成和解的概率较低，需要最终判决的概率较高;在当事人承担规则下，双方的联合利润较高。Aoki和Hu(1999)讨论了在赔偿情形下，诉讼费用对模仿侵权和诉讼行为的影响。对侵权方而言，诉讼费用很高时，知识产权所有人可以将威胁诉诸法律，从而防止侵权行为的发生。在诉讼费用较低的情况下，侵权和诉讼行为都可能出现。Schankerman和Scotchmer(2001、2004)针对禁令、许可费损失赔偿和非法所得赔偿这三种情形加以比较，分析不同情形下，知识产权所有人的收益情况。非法所得相当于侵权人通过使用侵权技术获得的利润。许可费损失相当于原本应该获得的许可费收益。在实施禁令的情形下，禁令实施费用由双方联合利润为威慑点的纳什均衡解决定。在基础技术研发的情况下，知识产权所有人只有在创新成果获得转化应用后，获得的收益有所提高，只要非法所得不妨碍技术成果应用，那么赔偿非法所得的方式，将给知识产权所有人带来最高的收益。吴汉东(2000)从法学角度界定知识产权保护范围，探讨侵权行为的民事、刑事、行政等各种救济措施。知识产权执行力度不同，可能导致扩大知识产权保护范围的效果或者最佳的保护范围有所差异。在分析扩大知识产权保护范围对知识产权投资影响可能产生的作用和影响时，诉讼是影响知识产权盈利能力的重要因素之一，而且它因公司类型和技术种类的不同而有差异，可以针对能够有效开展赔偿和开展禁令的不同产业或地区加以比较。法院判决侵权补救的措施主要有两种:禁令和赔偿。禁令指法院责令侵权方停止使用或者销售侵权产品。禁令生效后，继续销售侵权产品将构成犯罪行为，而不只是单纯支付赔偿金。侵权赔偿就是补偿被侵权方所蒙受的损失。禁令措施和赔偿措施之间有诸多不同，主要表现为:第一，侵权赔偿只赔付侵权部分，而禁令措施要求即便是只使用了专有技术的一部分，也不能继续进行生产和销售;第二，禁令措施着眼于阻止未来的侵权损失，而赔偿措施侧重于对过去由于侵权行为所蒙受的损失进行补偿。实施保护需要花费成本，因此是否选择执行禁令取决于实施成本和未来利润的即期贴现值之间的比较，而赔偿情形下，取决于预期的赔偿金额与赔偿要求的实施成本之间的比较。对于有的产业或地区，较之实施禁令，实施赔偿措施的成功概率高，而在另一些产业或地区则相反，较之赔偿，实施禁令的成功概率高。针对不同的情况，提高诉讼费用对知识产权投资可能产生不同的影响。在赔偿措施成功实施概率高的情形下，提高知识产权所有者的诉讼费用，能够增加投资。比较直观的理由是，增加投资将增加创新技术的价值，而诉讼费用不变。因此，增加投资，可以增加事后索取损失赔偿的激励。也就是说，知识产权所有人为提高损失赔偿的激励而在事前增加投资，或者说，损失赔偿与投资是互补的关系。提高诉讼费用意味着提高实施赔偿措施的成本，这就需要提高损失赔偿的激励，从而知识产权所有人将增加投资。帛中熏里从理论上分析专利权保护范围的扩大对投资激励的影响与司法环境的关系。结论如下:第一，裁判费用高，不要求赔偿损失和中止协议时，保护范围的扩大没有引起投资的上升;第二，能够有效地进行损失赔偿的情况下，保护范围的扩大将引起投资的增加，而只有中止协议的情况下，投资不增加。只对产品的一部分构成侵权时，赔偿损失只对侵害专利部分支付对价，中止方式可以中止侵权者的生产销售。目前，在特定司法环境下，考察知识产权保护范围对研发投资水平影响的文献还不充分。本章将引入研发企业起诉侵权行为的概率、执法水平等司法环境因素，建模分析知识产权维权的难易程度对知识产权保护范围边际变动作用效果的影响。
不同国家、不同产业要求知识产权的保护力度和保护范围不同。例如与生物技术专利相比，在汽车装配产业中，对降低生产成本的创新技术申请专利，这类专利更容易实施技术的逆向工程、被模仿侵权。即使法院判定禁止使用侵权技术，也很难完全阻止其应用。即使获得侵权赔偿的承诺，也往往由于出现侵权方拒绝赔付或者没有能力支付的情况而得不到实质的赔偿。
(2)建立模型
市场经济条件下，企业从事研发活动获得的创新成果可以通过知识产权定价自动获得报酬，企业提高研发投资将增加创新成果的价值，而知识产权价值增加又将激励企业增加研发支出，因此知识产权保护范围通过影响知识产权盈利能力作用于企业研发投资水平。
①构建一个两企业能力非对称的多阶段研发模型。假设两家企业处于同一行业、生产同类产品。企业甲(技术研发企业)投资研发创新技术，其研发投资是外生变量;企业乙(技术引进企业)只有引进该技术生产同类产品，才能与企业甲竞争。企业乙的优势在于可以应用引进技术，生产其他产品。
第一阶段，甲企业投资A，研发创新技术。如果甲企业独家使用该技术生产，可以赚取超额垄断利润S(A)，S(A)相当于甲企业单独使用技术获得的垄断收益减去与企业乙分享技术的收益。假设S(A)= lnA，即随着研发投资A的增加，创新收益增加，而边际报酬符合递减规律。
在第二阶段，乙企业支付沉没成本T，引进技术。假设乙企业根据具体技术需求只引进企业甲技术的α部分，且α服从区间分布为［0，1］的均匀分布，概率密度函数为f(α)，α取值越高，代表企业乙引进技术越复杂。由于信息非对称性，企业乙引进技术比例α的信息只有企业乙掌握，而企业甲只了解企业乙所属类型α的分布函数f(α)。
企业乙引进技术生产后，竞争导致企业甲的垄断收益下降为(1 －α)S(A) ，减少的收益与企业乙引进技术比例α有关。企业乙应用技术获得利润为αR(A)，由于企业乙可以同时应用技术生产其他产品，因此R(A)=nS(A)(n＞ 1)。企业乙引进技术前，双方的社会收益总和为S(A) ，技术引进后，双方社会收益和为(1 －α)S(A)+αR(A)＞S(A)，因此企业乙引进技术是社会期望得到的结果。
②假设创新技术获得知识产权保护，保护范围为r(0 ＜r＜ 1) ，即企业甲研发的技术中，只有比例r部分受到知识产权保护。企业乙引进技术比例α，与r不相关。如图3 － 3所示，α均匀分布在［0，1］区间，区间［0，α］代表企业乙引进技术比例，α距离原点越近，代表引进技术越简单。保护范围由与1之间的距离r代表。保护范围扩大，r值增加，距离1越远，意味着简单的技术也将得到保护。图中，企业甲的技术范围［0，1］中，［0，(1－r)］的部分，不受知识产权保护。因此，当企业乙引进技术比例α＜ 1 －r时，企业乙不构成侵权。如果α≥1 －r时，企业乙将被认定侵权。图中的阴影部分，表示企业乙未经授权，引进企业甲技术生产时的侵权部分。第三阶段，企业乙引进技术后，决定是否与企业甲缔结知识产权许可协议。如果协商成功，双方签订许可协议，乙企业支付许可费T，获得该项技术的合法使用权，许可费T的数额应当满足两个条件:甲企业收益超过未达成技术交易时的收益，乙企业获得正利润，α为:0 ＜αPS(A)－PF＜T＜αPnS(A)+PF。取T为临界值的加权平均数，即T= 1/2［αPS(A)+αPnS(A)］，构建博弈树，如图3 － 4所示。假设企业甲在第一阶段———投资阶段，只知道企业乙的类型分布，在第三阶段，签订许可协议时，才知道企业乙的确切类型。企业甲、乙对于诸如知识产权保护范围、竞争对手企业采取的行动具有完全信息，可以得到子博弈完美纳什均衡。
(3)知识产权保护范围与两企业之间的博弈均衡
引进技术后，是否构成侵权，既取决于知识产权保护范围r，也与甲企业是否提起诉讼有关。当α≥1 －r时，企业乙引进技术比例α超过非知识产权保护区域1 －r，构成侵权。r越大(扩张保护范围，相当于增加参数r的取值)，α的侵权临界值越小，意味着很少的技术引进也导致企业乙侵权。不过，乙企业的侵权行为只有在企业甲选择起诉方式解决时，才会产生实质性影响。因此，α的侵权临界值还应当满足企业甲起诉的约束条件P［S(A)－F］+(1 －P)(1－α)S(A)≥(1 －α)S(A) ，即甲企业采取混合策略的期望收益值大于放弃诉讼的收益，求解得1≥α≥F/S(A)。因此，乙企业构成侵权的技术引进比例α的取值范围为1≥α≥Max［1 －r，F/S(A)］。
企业乙引进技术比例α与企业甲的研发投资A之间的关系曲线由图3 － 5第一象限表示。曲线h－h代表企业甲提起诉讼的激励约束条件。曲线向右下方弯曲，说明企业甲研发投资增加，将提升创新技术的知识产权价值，此时企业乙引用较少比例(α下降)的技术也构成侵权，即企业乙的侵权概率增加。垂线α=1 －r的右侧区域表明乙企业构成侵权。由曲线h－h与垂线α=Max［1 －r，F/S(A)］划分的四个(α，A)组合区域中，区域1、2不满足企业甲起诉的约束激励，区域3中的(α，A)组合虽然满足起诉激励，但是不在保护范围之内，不构成侵权。因此，在位于区域1、2、3时，甲企业放弃起诉，乙企业预见到这一结果，将拒绝签订许可协议，此时甲企业利润为:L11(A，α)=(1 －α)S(A);只有粗线上方的区域4满足甲企业起诉的激励约束。企业甲的混合策略产生威慑力，企业乙将签订许可协议。此时企业甲的预期利润为:L12(A，α)=(1 －α)S(A)+T=S(A)1 －α1 －P/2 －nP/()[]2。
图3－ 5拐点处的研发投资支出水平A1=eF/(1 －r)(由1 －r=F/S(A)计算而来)，A1是知识产权保护范围指标r和诉讼费用F的增函数。当A≥A1时，知识产权保护范围r成为乙企业是否构成侵权的主要约束，区域α≥1 －r的部分构成侵权;当A＜A1时，构成侵权的乙企业类型由α≥F/S(A)决定。当1 －r≤α≤F/S(A)时，不满足企业甲起诉的激励约束，企业甲将放弃侵权诉讼，乙企业只构成形式上的侵权，不会受到任何实质影响。①分析知识产权保护范围参数r的边际增加对企业甲研发投资支出的影响
保护范围扩大后，图3 － 5中的曲线h－h的位置不变，垂线a= 1 －r左移，A1值增加。拐点上移，区域3面积减少，区域4面积增加，可以分为两种情形加以讨论:
当投资水平高于A1(A≥A1)时，保护范围扩大意味着企业乙将为更简单的技术引进支付技术许可费用。因为原先满足企业甲起诉的激励约束、却不在保护范围之内的技术引进将被界定为侵权行为。乙企业引进技术比例的侵权临界值下降，侵权概率增加，企业甲可以获得更多的技术转让收入，这将增加企业甲研发的边际预期收益，从而提高甲企业的研发投资支出。这种激励效果随着知识产权保护范围的不断扩大而更加明显，证明如下:在投资水平较高情形下，即1 －r≥F/S(A) ，A1≥eF/(1 －r)时，企业乙引进技术比例α的侵权临界值为1 －r，与投资水平无关。企业乙拒绝缔结技术许可协议时，企业甲的研发投资收益与α的关系为L11(A，α)，否则为L12(A，α)，如图3－ 5第四象限所示。既定研发投资下，对应不同的α类型，企业甲的收益由图中粗线与横轴间的距离表示。由于α服从均匀分布，粗线下的面积代表企业甲的预期总收益:EL1=∫1－r0L11(A，α)+∫11－rL12(A，α)
均衡研发投资A*满足一阶条件:EL1/A*= 1
即S'(A*)/2?［1 +P(1 +n)(2r－r2)］= 1计算曲线(A，r)在区间(0＜r＜ 1)的部分，可知A*11/r＞ 0，2A*11/r2＞ 0，说明知识产权保护范围的扩大将增加企业甲的均衡研发投资水平。
当投资水平低于A1(A＜A1)时，区域1、2的(α，A)组合，依然不满足企业甲的起诉约束条件，因而企业甲的预期收益与知识产权保护范围的边际增加无关。企业甲的研发投资支出不受知识产权保护范围边际变动的影响。
此外，诉讼成本高，起诉成功概率低等原因也会造成甲企业放弃侵权起诉，此时扩大保护范围，也不能增加企业甲的研发投资水平。
命题1:a.对于研发投资达到一定规模的大中型研发企业，扩大知识产权保护范围，将提高企业研发投资水平，促进创新;对于研发投资处于较低水平的小微企业，知识产权保护范围的投资激励效果不复存在。b.如果技术研发企业难以针对侵权行为开展知识产权维权，因而放弃侵权起诉时，扩大知识产权保护范围不能增加企业的研发投资支出。诉讼成本越高、起诉成功的概率越低，企业提起诉讼的激励越弱，知识产权保护范围对制止侵权的约束力也越弱。
②知识产权保护范围的边际变动对企业预期收益的影响
甲企业预期收益受到乙企业引进技术比例的影响。增加α，对企业甲的预期收益将产生两种效果:第一种效果减少企业甲的利润。因为作为竞争对手，乙企业使用企业甲研发的创新技术，会降低企业甲产品的竞争优势;第二种效应增加企业甲的利润，因为α增加带来乙企业利润增加，从而提高甲企业获得的知识产权直接收益———许可费收入。α的侵权临界值与知识产权保护范围和投资规模有关。当投资水平较高时，一方面通过增加α侵权临界值来增加甲企业预期收益，另一方面通过增加研发投资产生间接影响来增加。
首先，分析在既定研发投资支出水平下知识产权保护范围变化的影响。求解企业预期利润对保护范围的一阶导数表示扩大保护范围对企业利润的影响，二阶导数表示利润增速的变化。
企业甲的预期利润EL1=∫1－r0(1－α)S(A*)f(α)dα+∫11－rS(A*)［1－α(1－ P/2－ nP/2)］f(α)dα
计算得EL1=S(A*)/2 －S(A*)/4?P(1 +n)r2+S(A*)P(1 +n)r/2
可知:EL1/r＞ 0，2EL1/r2＜ 0
企业乙的预期利润EL2=∫1－r0αnS(A*)f(α)dα+∫11－r［αnS(A*)－ T］f(α)dα
即EL2=S(A*)/4?P(1 +n)r2－S(A*)P(1 +n)r/2 +S(A*)n/2
计算可知:EL2/r＜ 0，2EL2/r2＞ 0。
其次，求解知识产权保护范围产生研发投资扩张效果后，增加的研发投资对企业甲预期收益的影响，一阶条件为:
EL1/A =∫1－r0(1－α)S'(A*)f(α)dα+∫11－rS'(A*)［1－α(1－ P/2－ nP/2)］f(α)dα
该式大于零，说明甲企业增加研发投资支出将提高企业预期收益。投资的边际增加存在两种效应影响企业甲的预期收益。第一种效应是预期收益函数增加引致企业利润增加。即利润最大化投资额A*大于A1时，投资的边际增加，引致直线L11(A，α)和L12(A，α)的斜率变陡。直线L11(A，α)的截距增加，企业预期利润上升。第二种效应来自于技术转让收入的增加，是加大知识产权保护产生的研发投资扩张效果带来的。第二种效应表明投资行为与技术交易行为成互补关系。投资增加，将加强企业实施技术交易的意愿。
命题2:a.企业甲和企业乙分别代表知识产权技术供应商和技术受让方，在研发支出既定条件下知识产权保护范围扩大将提高知识产权技术供应商收益，降低技术受让方收益，保护范围变化对双方企业的影响是非对称的，随着保护范围进一步扩大，供应商的利润增速趋缓，而技术受让方的利润空间快速缩减。b.从长期看，扩大知识产权保护范围将增加企业甲研发投资，进而增加技术受让方企业预期收益。因此，增加研发投资应当成为衡量是否强化知识产权保护的主要指标。③知识产权保护范围对社会收益增量的影响
社会收益增量由两部分组成:一是企业乙引进技术后加以推广带来的社会收益增加;二是两家企业达成技术交易，避免司法诉讼节约的社会收益。表达式为:
EW =∫1－r0［αnS(A*)－αS(A*)］f(α)dα+∫11－r［PαS(A*)－ PαS(A*)+2PF］f(α)dα
整理为:EW= 1/2?(n－ 1)S(A*)(1－P)r2－［(n－ 1)S(A*)(1－P)－ 2PF］r+ 1/2?(n－ 1)S(A*)
计算该曲线在(0＜r＜ 1)的部分，可知W(I*)/r＜ 0，2W(A*)/r2＞ 0，说明在既定研发投资水平下，扩大知识产权保护范围将对社会收益产生负面影响。EW/A＞ 0，2EW/A2＜ 0，意味着研发支出增加将增加社会收益。EW＞ 0表明实现技术普及有助于提高社会收益。
上述分析表明，两家企业达成技术交易是社会期待的结果。而决定能否缔结技术许可协议的关键是正确评估知识产权技术价值、确定许可费的适宜水平。因此，完善知识产权价值评估体系是促进技术交易的重要前提。
命题3:在既定研发投资下，扩大知识产权保护范围将对社会收益产生负面影响。不过，从长期动态角度看，扩大知识产权保护范围有助于提高研发企业的投资支出水平，通过技术交易相应增加技术供应商和技术引进方企业的预期利润，抵消负面影响，提高整个社会收益。因此，营造良好的技术交易环境，可以扩大社会收益增量，提升社会福利水平。
综上所述:知识产权保护范围是控制知识产权盈利能力的主要政策工具，也是影响技术创新效率与技术普及速度的重要因素。通过构建一个两企业能力非对称的多阶段研发模型可知，对于知识产权技术研发企业，只有当其研发投资达到一定规模后，扩大知识产权保护范围，才能够提升企业预期收益，增加该企业用于技术创新的研发支出。在既定研发投资下，保护范围扩大虽然提高技术供应商利润，却降低技术受让方利润，对社会收益产生负面影响。而开展技术交易则有利于创新技术普及，并增加技术引进方企业的预期收益，是社会期待的结果。从长期动态角度看，营造良好的技术交易环境、打击知识产权侵权行为可以抵消保护范围扩大带来的负面影响，提高整个社会的创新收益。