Table Of ContentIntemationaler Technologiewettbewerb
Wirtschaftswissenschaftliche Beitrage
Band 1: Christof Aignesberger Band 10: Peter Michael Salter Band 19: Rainer Volker
Die Innovationsbiirse als Instrument Externe EtTekte: "Marktversagen" Innovationsentscheidungen
zur Risikokapitalversorgung oder Systemmerkmal? und Marktstruktur
innovativer mittelstiindischer 1989. 196 Seiten. Brosch. OM 59, 1989. 221 Seiten. Brosch. OM 65,
Unternehmen ISBN 3-7908-0423-1 ISBN 3-7908-0452-5
1987.326 Seiten. Brosch. OM 69,
ISBN 3-7908-0384-7 Band 20: Petra Bollmann
Band 11: Peter Ockenfels
Technischer Fortschritt und
InformationsbeschatTung auf
Band 2: Ulrike Neuerburg wirtschaftlicher Wandel
homogenen Oligopolmarkten
Werbung im Privatfernsehen 1989. 184 Seiten. Brosch. OM 59,
1989. 163 Seiten. Brosch. OM 58,
1988. 302 Seiten. Brosch. OM 69, ISBN 3-7908-0453-3
ISBN 3-7908-0424-X
ISBN 3-7908-0391-X
Band 21: Franz Hormann
Band 3: Joachim Peters Band 12: Olaf Jacob Das Automatisierte, Integrierte
Entwicklungslanderorientierte Aufgabenintegrierte Rechnungswesen .
Internationalisierung von Biiroinformationssysteme 1989. 408 Seiten. Brosch. OM 89,
Industrieunternehmen 1989. 177 Seiten. Brosch. OM 55,~ ISBN 3-7908-0454-1
1988. 165 Seiten. Brosch. OM 49, ISBN 3-7908-0430-4
ISBN 3-7908-0397-9 Band 22: Winfried Baing
Interne Budgetierung im
Band 13: Johann Walter
Band 4: GUnther Chaloupek Innovationsorientierte Krankenhaus
Joachim Lamel und Josef Richter UmweItpolitik bei komplexen 1990. 274 Seiten. Brosch. OM 69,
(Hrsg.) ISBN 3-7908-0456-8
UmweItproblemen
Beviilkerungsriickgang und
1989. 208 Seiten. Brosch. OM 59,
Wirtschaft ISBN 3-7908-0433-9 Band 23: Gholamreza
1988.478 Seiten. Brosch. OM 98, Nakhaeizadeh und
ISBN 3-7908-0400-2 Karl-Heinz Vollmer (Hrsg.)
Band 14: Oetlev Bonneval Neuere Entwicklungen in der
Band 5: Paul 1. J. Welfens und Kostenoptimale Verfahren in der Angewandten Okonometrie
Leszek Balcerowicz (Hrsg.) statistischen Proze8kontrolle 1990. 248 Seiten. Brosch. DM 68,
Innovationsdynamik im 1989. 180 Seiten. Brosch. OM 55, ISBN 3-7908-0457-6
Systemvergleich ISBN 3-7908-0440-1
1988.466 Seiten. Brosch. OM 90, Band 24: Thomas Braun
ISBN 3-7908-0402-9 Hedging mit tixen Termin
Band 15: Thomas RUdel
geschaften und Optionen
Kointegration und
1990. 167 Seiten. Brosch. OM 55,
Band 6: Klaus Fischer Fehlerkorrekturmodelle
ISBN 3-7908-0459-2
Oligopolistische Marktprozesse 1989. 138 Seiten. Brosch. OM 49,
1988. 169 Seiten. Brosch. OM 55, ISBN 3-7908-0441-X
ISBN 3-7908-0403-7 Band 25: Georg Inderst,
Peter Mooslechner
Band 16: Konrad Rentrup und Brigitte Unger (Hrsg.)
DBaans dM 7e: hMrpircohdauekl tLunakteerrn ehmen in Heinrich von Storch, das Da~ System der Sparforderung
"Handbuch der in Osterreich
einer sich andernden unsicheren
Nationalwirthschaftslehre" und die 1990. 126 Seiten. Brosch. OM 55,
Umwelt
Konzeption der "inneren Giiter" ISBN 3-7908-0461-4
1988. 209 Seiten. Brosch. OM 58,
1989. 146 Seiten. Brosch. OM 55,
ISBN 3-7908-0413-4
ISBN 3-7908-0445-2 Band 26: Thomas Apolte und
Martin Kessler (Hrsg.)
Band 8: Irmela von BUlow Regulierung und Deregulierung im
Systemgrenzen im Management Band 17: Manfred A. Schaner Systemvergleich
von Institutionen Uberbetriebliche 1990.313 Seiten. Brosch. OM 79,
1989. 278 Seiten. Brosch. OM 69, Vermiigensbeteiligung ISBN 3-7908-0462-2
ISBN 3-7908-0416-9 1989. 417 Seiten. OM 98,
ISBN 3-7908-0446-0
Band 27: Joachim LamellMichael
Band 9: Heinz Neubauer ~esch/Jifi Skolka (Hrsg.)
Lebenswegorientierte Planung Band 18: Paulo Haufs Osterreichs Au8enhandel mit
technischer Systeme DV -Controlling Dienstleistungen
1989. 183 Seiten. Brosch. OM 55, 1989. 166 Seiten. OM 55, 1990. 335 Seiten. Brosch. OM 79,
ISBN 3-7908-0422-3 ISBN 3-7908-0447-9 ISBN 3-7908-0467-3
Fortsetzung auf Seite 233
Martin Kessler
Internationaler
llechulologjevvettbevverb
Eine theoretische Untersuchung
Mit 19 Abbildungen
Physica-Verlag Heidelberg
Ein Unternehmen des Springer-Verlags
Reihenherausgeb~r
Werner A. MUller
Autor
Dr. Martin Kessler
RolandstraBe 69
0-5000 K6ln 1
ISBN-13: 978-3-7908-0615-1 e-ISBN-13: 978-3-642-93634-0
001: 10.1007/978-3-642-93634-0
CIP-Titelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Kessler, Martin:
Internationaler Technologiewettbewerb: eine theoretische
Untersuchungl Martin Kessler. - Heidelberg: Physica-Verl.,
1992
(Wirtschaftswissenschaftliche Beitrage; Bd. 67)
NE:GT
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blik Deutschland yom 9. September 1965 in der Fassung yom 24. Juni 1985 zulassig. Sie ist grund
siitzlich verglitungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urhe
berrechtsgesetzes.
© Physica-Verlag Heidelberg 1992
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Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solche Namen
im Sinne der Warenzeichen-und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und
daher von jedermann benutzt werden dlirften.
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Vorwort
Das Buch Intemationaler Technologiewettbewerb. Eine theoretische Untersuchung ist die
leicht veranderte Fassung einer Dissertation, die im November 1991 yom Fachbereich
Wirtschaftswissenschaft der Universitiit -GH- Duisburg angenommen wurde. Das Ma
nuskript wurde im Februar 1991 abgeschlossen.
Ich mochte die Veroffentlichung zum AnlaB nehmen, mich bei allen zu bedanken, die
maBgeblich zum Gelingen des Abenteuers Dissertation beigetragen haben. Ganz vorne
steht hier mein Betreuer und Doktorvater, Professor Dr. Gunter Heiduk, der nicht nur
den Werdegang der Arbeit wissenschaftlich begleitete, sondern mir a1s Assistent an sei
nem Lehrstuhl alle erdenkliche Freiheit lieLl, mich in die schwierige Thematik der theo
retischen Industrieokonomik zu vertiefen und Ideen zu entwickeln. Auch dem Zweitgut
achter, Professor Dr. Dieter Cassel, bin ich zu tiefem Dank verpflichtet, ebenso wie den
weiteren Mitgliedern der Priifungskommission, Professor Dr. Bernd Kaluza und Profes
sor Dr. Manfred Tietzel.
Die Arbeit an einer Dissertation lebt von der wissenschaftlichen Auseinandersetzung
mit anderen. Ich mochte deshalb besonders meinen Duisburger Assistentenkollegen
Dipl.-Okonom Thomas Apolte, Dipl.-Okonom Wilfried Boroch, Dr. Herbert Rath und
Dr. Perdita Wingender danken, deren anregende Diskussionen zu einer klareren Dar
stellung der Argumentation in diesem Buch beigetragen haben.
GroLlen Dank schulde ich dariiber hinaus auch den Nicht-Duisburgem Professor
Dr. Stefan Homburg, PD Dr. Richard Pink und Dipl.-Volkswirt Michael Sauga, die die
Muhe auf sich nahmen, das gesamte Werk griindlich zu studieren, und mich auf manche
Fehler und manche Probleme aufmerksam machteB, die mir ansonsten entgangen wa
ren. Selbstverstandlich ubemehme ich allein die Verantwortung fUr den Inhalt der vor
liegenden Arbeit.
KOln, im Januar 1992 Martin Kessler
Inhaltsverzeichnis
Verzeichnis der Symbole und Abkiirzungen IX
Einleitung 1
1 Die Fakten 6
1.1 Begriffe und Definitionen 6
1.2 Innovation, ProduktiviHit und Rentabilitat 9
1.3 Innovation und Marktstruktur 12
1.4 Innovation und intemationaler Wettbewerb 15
2 Entscheidungstheoretischer Ansatz in der geschlossenen
und offenen Volkswirtschaft 20
2.1 Der vollkommene Erfindermarkt 22
2.2 Die Marktstruktur des Produktwettbewerbs 32
2.3 Wettbewerb urn Innovationen 37
2.4 Zusammenfassung 46
3 Spieltheoretischer Ansatz in der geschlossenen Volkswirtschaft I:
FuE-Wettbewerb bei gegebener Marktstruktur 48
3.1 Kontinuierliche Innovationen und Basisinnovationen 49
3.2 Spezialfalle der Marktstruktur 71
3.2.1 Monopol unter Eintrittsdrohung 71
3.2.2 Strategisches Verhalten irn Dyopol 81
3.3 Kontraktbestimmte und kontinuierliche FuE-Kosten 85
3.4 Variation der FuE-~usgaben irn InnovationsprozeB 88
3.5 Spillover und unvollstandiger Patentschutz 96
3.6 Zusammenfassung 107
4 Spieltheoretischer Ansatz in der geschlossenen Volkswirtschaft II:
FuE-Wettbewerb bei endogener Marktstruktur 112
4.1 FuE-Ausgaben als technologische Markteintrittsschranken 113
4.1.1 Kontinuierliche Innovationen 113
4.1.2 Basisinnovationen bei kontraktbestimmten Kosten 116
4.1.3 Basisinnovationen bei kontinuierlichen Kosten 120
4.1.4 Spillover-Effekte 122
VIII
4.2 Monopolistische Alleingange unter Eintrittsdrohung 125
4.3 Mehrstufige PatentwettUiufe und die Oberwindung
monopolistischer Alleingange 136
4.4 Zusammenfassung 149
5 Spieltheoretischer Ansatz in der ofTenen Volkswirtschan:
Internationaler FuE-Wettbewerb 152
5.1 Kontinuierliche Innovationen und internationaler FuE-Wettbewerb 153
5.1.1 Exogene Marktstruktur 154
5.1.2 Endogene Marktstruktur 162
5.1.3 Zusammenfassung 165
5.2 Basisinnovationen und internationaler FuE-Wettbewerb 166
5.2.1 Innovationsgewinn und FuE-Ausgaben im sozialen Optimum,
im Monopol und bei Wettbewerb 166
5.2.2 Innovationsgewinn und FuE-Ausgaben im Vergleich:
Sicherheit und kontraktbestimmte Kosten 172
5.2.3 Innovationsgewinn und FuE-Ausgaben im Vergleich:
Unsicherheit und kontraktbestimmte Kosten 175
5.2.4 Innovationsgewinn und FuE-Ausgaben im Vergleich:
Unsicherheit und kontinuierliche Kosten 185
5.2.5 Zusammenfassung 188
5.3 Oberkapazitiiten bei Basisinnovationen
und internationaler FuE-Wettbewerb 189
5.4 Eintrittsabschreckung und mehrstufige Patentwettliiufe
im internationalen FuE-Wettbewerb 194
5.5 Zusammenfassung 200
Schlu8bemerkungen 202
Anhang 204
Literaturven:eichnis 214
Veneichnis der Symbole
a Produktionselastizitat des Faktors Arbeit (1. Kapitel) bzw. Hazardrate
b Produktionselastizitat des Faktors Kapital (1. Kapitel) bzw. Parameter der Kostenfunktion
des FuE-Einsatzes (2. Kapitel)
c variable Durchschnittskosten
C Gesamtkosten der Herstenung eines Gutes (ohne FuE-Aufwendungen)
D (q) DurchschnittserlOsfunktion ( = Umkebrfunktion der Nachfragefunktion)
D'(q ) GrenzerlOsfunktion
g Produktionselastizitat des FuE-Kapitals (1. Kapitel) bzw. Innovationsproduktionsfunktion
fUr Kostensenkungen (2. Kapitel)
h bedingte Wahrscheinlichkeit (Beschleunigungsrate) eines Innovationserfolgs
J Wertfunktion der Bellman-Gleichung
G Gewinn einer F'mna nach Abzug alIer Kosten (einschlieBlich fUr FuE)
k Skalenparameter (1. Kapitel) und Anzahl der Gebote bei einer Auktion um FuE
Leistungen (4. Kapitel)
K Kapitaleinsatz (1. und 2. Kapitel) bzw. Ertragswert einer Innovation zum Zeitpunkt des
Innovationserfolgs
raumliche Entfemung des Monopolisten yom Innovationserfolg im mehrstufigen
Patentwettlauf
L kritische Entfemung des Monopolisten yom Innovationserfolg im mehrstufigen
t
Patentwettlauf
L Arbeitseinsatz
m raumliche Entfemung des Herausforderers yom Innovationserfolg im mehrstufigen
Patentwettlauf
Me MarktiiberschuB einer kostensenkenden Innovation
Ms sozialer UberschuB einer kostensenkenden Innovation
M kritische Entfemung des Herausforderers yom Innovationserfolg im mehrstufigen
t
Patentwettlauf
n Anzahl der Konkurrenten
p Giiterpreis
P (t) Verteilungsfunktion des Innovationserfolgs (Poisson-Verteilung)
P'(t) Wahrscheinlichkeitsfunktion des Innovationserfolgs
q Giiteroutput, Produktionsmenge der einzelnen F'mna
Q Giiteroutput, Produktionsmenge eines Marktes bzw. der Volkswirtschaft
r Diskontrate
R (T) Kostenfunktion der Innovation in Abhangigkeit yom beabsichtigten Innovationszeitpunkt
s Anteil der Spillover am FuE-Output
t Zeiteinheit bzw. Stufen im mehrstufigen Patentweulauf
T festgelegter Zeitpunkt
TF totale Faktorproduktivitat
U Nutzenindex der Konsumenten
v EinnahmeiiberschuB einer F'mna in einer diskreten Periode
V Ertragswert der Innovation zum Zeitpunkt des Innovationbeginns
W Wohlfahrtsinda
w (x) Innovationsproduktionsfunktion im mehrstufJgen Patentwettlauf
x FuE-Ausgaben einer F'mna
x
x aggregierte FuE-Ausgaben mehrerer r11"Dlen
z WJSSensbestand an Technologie zur Kostensenkung
z Bestand an FuE-Kapital
Produktionselastizitiit der Innovationsproduktionsfunktion in bezug auf Kostensenkungen
direkte Produktionselastizitiit (eigene FuE-Ausgaben) der Innovationsproduktionsfunktion
in bezug auf Kostensenkungen
indirekte Produktionselastizitiit (fremde FuE-Ausgaben) der Innovations
produktionsfunktion in bezug auf Kostensenkungen
ProduktionseIastizitiit der Innovationsproduktionsfunktion in bezug auf den erwarteten
Innovationszeitpunkt (Unsicherheit)
Produktionselastizitat der Innovationsproduktionsfunktion in bezug auf den tatsachlichen
Innovationszeitpunkt (Sicherheit)
Spillover-Elastizitiit
Qx.x
.p, Parameter fUr die MarktgroBe
Effizienzparameter der Innovationsproduktionsfunktion
11 Preiselastizitiit der Nachfrage
f Anteil der inliindischen Konsumenten am Weltkonsum
)., Il, v Parameterwerte (die jeweiligen Definitionen sind im Text angegeben)
1r Einnahmeiiberschu13 einer r11"Dla (Quasirente)
P numerischer Wert fUr den Preis pro FuE-Inputeinheit
(] Marktanteil
1 Patentdauer
X Anteil der inliindischen r11"Dlen am Weltmarkt
IP Wertkomponente der Patentdauer bei einer Innovation
1&1 Rate der Marktanteilsgewinne
Verzeichnis der Abkiirzungen
BMFT Bundesminiisterium fUr Forschung und Technologie
EG Europiiische Gemeinschaften
FuE Forschung und Entwicklung
OECD Organization for Economic Cooperation and Development
Einleitung
In der modemen Wettbewerbstheorie haben zwei Erkenntnisse, die schon seit geraumer
Zeit die Wirtschaftswissenschaften bewegen, zu einem grundlegenden Umbau des
Theoriegebaudes gefiihrt: In Wachstumsbranchen konkurrieren Untemehmen in erster
linie urn neue Produkte und Produktionsverfahren, weniger urn den Preis. Der rele
vante Markt, auf dem die Untemehmen im Wettbewerb miteinander stehen, erreicht in
den IndustrieUindem zunehmend die Dimension des Weltmarkts.
Mit dem Wettbewerb urn neue Produkte und Verfahren befaSt sich die Theorie des In
novationswettbewerbs, die stark in der Tradition Schum peters steht (Giersch 1984,
Hammond 1984, Dasgupta 1986, 1988). In der Theorie der AuBenwirtschaft fiihrte die
Analyse der unvollsHindigen Konkurrenz zur "new international economics" und zur
Theorie der strategischen Handelspolitik (He/pmanjKrugman 1985, 1989, Itoh 1990). In
beiden Hillen wird ein Wettbewerb unterstellt, der nicht dem neoklassischen Modell der
vollsHindigen Konkurrenz entspricht. Und in beiden Hillen werden die traditionellen
Ergebnisse der Wohlfahrtsanalyse zulnindest stark modifIziert, wenn nicht gar auf den
Kopf gestellt.
Die intensive Behandlung beider Themen hat neue Erkenntnisse des technologischen
wie des internationalen Wettbewerbsprozesses hervorgebracht. Voneinander blieben die
Ans~itze aber weitgehend isoliert. Eine systematische Integration fehlt vollsHindig. Dies
ist unverstandlich, da gerade die dynamischen technologieintensiven Branchen einen so
hohen Internationalisierungsgrad erreicht haben, daS deren Unternehmen in internatio
nalen MaSsHiben denken und handeln miissen. Die Integration des europaischen Bin
nenmarktes 1993, aber auch die wirtschaftliche und politische Revolution in Osteuropa,
haben dieser Entwicklung neue Schubkraft verliehen. Auch die gesetzlichen Regelungen
zum Schutz des geistigen Eigentums (Patente, Warenzeichen, Urheberrechte) werden,
wie die gegenwartigen AbschluBverhandlungen iiber einen neuen GATT-Vertrag zei
gen, zunehmend auf internationaler Ebene diskutiert.
Ein erstes Ziel dieser Arbeit besteht darin, die verschiedenen Elemente des Innova
tionswettbewerbs zum Gesamtbild eines internationalen Technologiewettbewerbs zu
erweitern. Zur Analyse des Technologiewettbewerbs wird auf das entscheidungs- und
spieltheoretische Instrumentarium der neueren Industrieokonomik zuriickgegriffen.
Ein zweites - und in den Augen des Autors - noch wichtigeres Zielleitet sich aus den
Ergebnissen der Theorie des Innovationswettbewerbs abo Diese Theorie diagnostiziert
teilweise gravierende Formen des Marktversagens, die eng mit den okonomischen Ei-
