R&D 생산성 격차가 혁신 네트워크와 복지를 뒤흔들다

초록

이 논문은 기업의 R&D 생산성이 이질적일 때 네트워크 형성에 어떤 비대칭적 이익이 발생하는지를 이론적으로 분석한다. 생산성 차이가 클수록 고생산성 기업은 저생산성 파트너와의 협력에서 이익이 감소해 완전 연결망이 불안정해지고, 동일 생산성 집단끼리만 연결되는 양성 동질(Positive Assortative) 네트워크가 쌍별 안정(pairwise stable) 상태가 된다. 시뮬레이션 결과, 이러한 클러스터형 네트워크는 복지를 높이지만, 고생산성 기업 비중이 지나치게 높아지면 ‘crowding‑out’ 효과로 복지가 다시 감소한다는 ‘R&D 생산성 퍼즐’을 제시한다.

상세 분석

본 연구는 Goyal‑Moraga‑González(2001)의 내생적 R&D 네트워크 형성 모델에 기업별 R&D 생산성 이질성을 도입함으로써 기존 문헌이 놓친 비대칭적 협력 이익을 밝혀낸다. 모델은 세 단계 게임으로 구성된다. 첫 단계에서 기업들은 비용이 없는 양방향 R&D 연합을 형성하고, 두 번째 단계에서 각 기업은 비용 함수 C(ẽ_i)=ϕ_i·ẽ_i^2 를 최소화하며 R&D 투자를 결정한다. 여기서 ϕ_i는 기업 i의 R&D 비효율성을 나타내며, ϕ_i가 작을수록 생산성이 높다. 저자는 ϕ_i를 가장 효율적인 기업의 ϕ와 비교해 상대적 생산성 θ_i=ϕ/ϕ_i 로 정규화하고, R&D 투자를 e_i=ẽ_i/θ_i 로 재표현한다. 이렇게 하면 고생산성 기업은 동일한 R&D 투자를 더 큰 비용 절감 효과(θ_i·e_i)로 전환한다.

세 번째 단계에서는 Cournot 경쟁을 가정해 각 기업이 비용 절감 후의 한계비용 c_i= \bar c - θ_i e_i - Σ_{j∈N_i} θ_j e_j 에 따라 생산량을 선택한다. 이때 네트워크 외부효과는 파트너의 R&D 투자가 자신의 비용을 얼마나 낮추는가에 따라 달라진다. 저자는 먼저 대칭적 위치에 있는 두 기업(i, j)이 연결될 경우, 저생산성 기업(θ_j<θ_i)이 얻는 이익 증가폭이 고생산성 기업보다 크다는 정리를 증명한다. 이는 “생산성 효과(productivity effect)”와 “연결성 효과(connectivity effect)”가 결합된 결과이며, 고생산성 기업은 파트너가 저생산성일수록 순이익이 감소한다는 역설을 만든다.

이러한 비대칭성은 네트워크 안정성에 직접적인 영향을 미친다. 완전 연결망은 동질성 가정 하에서는 쌍별 안정이지만, θ_i 차이가 충분히 클 경우 고생산성 기업이 저생산성 기업과의 링크를 포기하게 된다. 저자는 θ̲와 θ̅이라는 두 임계값을 정의해, θ>θ̲이면 완전망이 안정적이고, θ<θ̅이면 양성 동질(PA) 네트워크가 안정적임을 보인다. 특히 θ가 두 임계값 사이에 있으면 두 네트워크가 모두 쌍별 안정 상태가 될 수 있다.

시뮬레이션에서는 n=4~20개의 기업을 두 유형(고θ=1, 저θ∈(0,1])으로 설정하고, 고생산성 기업 비율 ρ를 변화시켜 다양한 네트워크 구조와 복지를 측정한다. 결과는 다음과 같다. (1) PA 네트워크는 완전망보다 소비자·생산자 잉여의 합이 크게 증가한다. (2) ρ가 낮을 때는 고생산성 기업이 소수이므로 PA 네트워크가 형성돼 전체 복지가 상승한다. (3) ρ가 중간 수준에 도달하면 복지가 최고점에 이르지만, ρ가 지나치게 커지면 고생산성 기업 간 경쟁이 심화되고 R&D 투자가 감소해 ‘crowding‑out’ 현상이 발생, 복지가 다시 하락한다. 이는 평균 R&D 생산성이 높아도 네트워크 구조 변화와 고생산성 기업의 포화효과 때문에 복지가 감소할 수 있음을 보여준다.

정책적 함의는 두드러진다. R&D 생산성을 직접 향상시키는 보조금이나 세액공제 정책이 고생산성 기업을 더욱 집중시켜 네트워크를 재구성하면, 기대와 달리 복지 손실을 초래할 수 있다. 따라서 정책 설계 시 기업 간 협력 인센티브와 네트워크 외부효과를 동시에 고려해야 한다. 또한, 실증 연구에서는 국가별 혹은 산업별 생산성 격차와 R&D 제휴 패턴을 동시에 분석해 이론적 메커니즘을 검증할 여지가 크다.