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Three essays in economics of innovation

De
93 pages

This thesis analyzes the efect of Intellectual Property Rights (IPRs), in the form of both patents and copyrights, on innovation
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 UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID 
TESIS DOCTORAL Three Essays in Economics of Innovation      Autor:Stefano Trento Director:Michele Boldrin    Departamento de Economía, Universidad Carlos III de Madrid  Getafe, Noviembre 2009     TESIS DOCTORAL 
  Three Essays in Economics of Innovation       Autor: Stefano Trento Director/es: Michele Boldrin          Firma del Tribunal Calificador:  FirmaPresidente: Marco CelentaniVocal: Antonio Ciccone Vocal: Andres Erosa Etchebehere Vocal: Gerard Llobet Codina Secretario: Maria Belen Jerez Garcia-Vaquero     Calificación:   
 
 
Getafe, de de 
Three
Essays
in
Economics
Stefano Trento
Advisor:
Michele
of
Boldrin
Innovation
2
Contents
1 Anticommons in Sequential Innovation 71.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.1.1 Related literature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.2 The model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.2.1 Technology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.2.2 Value of the innovation and structure of the information. 121.2.3 Market interaction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.2.4 Interpretation of the innovation technology . . . . . . . . 131.3 Equilibrium. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.3.1 Elasticity of substitution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.3.2 Complements and Substitutes. . . . . . . . . . . . . . . . 161.3.3 Increasing complexity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.3.4 High complexity and Monopolistic Competition. . . . . . 201.3.5 The Tragedy of the Anticommons Revisited. . . . . . . . 221.4 Patent Policy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.4.1 Patent Policy with Imperfect Substitutability . . . . . . . 261.4.2 Symmetric Patent Policy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.5 Patent Pools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.6 Extensions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301.6.1 Social value and cost depend on complexity. . . . . . . . . 301.6.2 No Asymmetric Information. . . . . . . . . . . . . . . . . 311.6.3 No price discrimination. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.6.4 Uncertain return of the innovation. . . . . . . . . . . . . . 321.7 Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 Accumulation of Claims in Sequential Innovation 352.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.2 Innovation with patents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.3 Innovation without patents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.4 Patent pools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.5 Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.6 Complete sale of patent rights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.7 Endogenous patent pool formation . . . . . . . . . . . . . . . . . 452.8 Socially optimal innovation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462.8.1 Static versus dynamic incentives . . . . . . . . . . . . . . 482.9 Dynamic externalities and optimal transfers . . . . . . . . . . . . 492.9.1 First best . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492.9.2 Second best: optimal transfers . . . . . . . . . . . . . . . 50i
ii
3
CONTENTS
2.10 Ongoing innovation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502.11 Finite patents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512.11.1 Revenues depend on patent length . . . . . . . . . . . . . 532.12 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54IPRs in a Model of Economic Growth 573.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.2 The Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.2.1 Environment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.2.2 Preferences. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.2.3 Technology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.2.4 R&D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.3 Social Planner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.4 Decentralized Steady-State Equilibrium With Infinitely Lived Patents 633.4.1 Representative Household. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.4.2 R&D firms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643.4.3 Producers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.4.4 Balanced Growth Path. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.5 Decentralized Steady-State Equilibrium With Finite Patent Length 673.5.1 Balanced Growth Path. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683.6 Conclusions and Policy Implications . . . . . . . . . . . . . . . . 743.7 Appendix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.7.1 Derivation of expected utility . . . . . . . . . . . . . . . . 763.7.2 Proof of Proposition (12) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.7.3 Derivation of equation (3.22) . . . . . . . . . . . . . . . . 773.7.4 Derivation of equation (3.26) . . . . . . . . . . . . . . . . 783.7.5 Proof of Proposition (13) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
List of Tables
3.13.23.33.43.5
Parameters values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Robustness Check for different values ofσBaseline parametersvalues:λ= 0.4,β= 0.04,n= 10,γ= 1.25,L= 1 . . . . . .. .Robustness Check for different values ofnBaseline parametersvalues:σ= 3,λ= 0.4,β= 0.04,γ= 1.25,L= 1 . . . . . . . . .Robustness Check for different values ofβBaseline parametersvalues:σ= 3,λ= 0.4,n= 10,γ= 1.25,L= 1 . . . . . . . . . .Robustness Check for different values ofγBaseline parametersvalues:σ= 3,λ= 0.4,β= 0.04,n= 10,L= 1 . . . . . . . . . .
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6972727373
iv
LIST
OF
TABLES
List of Figures
1.1 Cost of innovation as a function ofσ. . . . . . . . . . . . . . . . .1.2 Effects of an increase in the complexity of innovation. . . . . . .1.3 Cost of innovation as a function of n. . . . . . . . . . . . . . . . .1.4 Cost of innovation in the limiting economy. . . . . . . . . . . . .1.5 Expected revenues for inputs. n=5 . . . . . . . . . . . . . . . . .1.6 Probability of final innovation. n=5 . . . . . . . . . . . . . . . .1.7 Increasing complexity and optimal patent strength . . . . . . . .1.8 Increasing complexity and optimal patent strength for imperfectsubstitutes (ε= 0.1, K= 0.4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.9 Increasing complexity and optimal patent strength: the case ofsymmetric patent policy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.10 Cooperative and non-cooperative pricing. . . . . . . . . . . . . .2.1 Comparison of equilibria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2 Gains from not joining the patent pool.ε= 0.1 . . . . . . . . . .2.3 Socially optimal innovation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.4 Comparison of expected welfare. . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5 Probability of innovation and patent length. . . . . . . . . . . . .2.6 Probability of innovation as a function of patent length. . . . . .3.1 Patent length and research effort . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2 Patent length and Welfare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.3 Size of the economy and optimal patent length . . . . . . . . . .3.4 Degree of substitutability and optimal patent length . . . . . . .3.5 Uniqueness of equilibrium - Infinite patent length . . . . . . . . .3.6 Uniqueness of equilibrium - Infinite patent length . . . . . . . . .
v
17192021242526272829444547485354707174757879
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