2024年9月12日，兰德公司发布《评估人工智能基础模型市场的自然垄断条件》（Evaluating Natural Monopoly Conditions in the AI Foundation Model Market），文章讨论了基础模型市场是否具有自然垄断的特征，是否需要对该市场进行监管等问题。元战略编译报告主要内容，旨在为读者探讨人工智能基础模型市场相关问题提供参考。

一、垄断、自然垄断与政策干预

垄断是指只有一个供应商的市场，即没有竞争的市场。其产生的原因多种多样，例如，企业拥有专利，因此获得暂时垄断专利产品的合法权利。还有一种情况是，垄断可能是由于反竞争的商业行为造成的。垄断可能会自然产生，当一家企业能够以较低的总成本为整个市场生产某种产品或服务时，就存在自然垄断。在自然垄断的情况下，传统的反托拉斯政策可能不会生效，政府只能通过监管价格、利润、产品质量标准、供应和市场进入来降低对消费者的利益损害。

二、界定自然垄断

当一家公司能以低于多家公司的总成本为整个市场提供同质产品时，就存在自然垄断。同质产品是指可完全替代的产品：消费者对用一种产品交换另一种产品无动于衷，其购买决策完全取决于产品的价格。单一产品自然垄断的充分必要条件是成本函数的次可加性（subadditivity）。当一家企业在整个市场需求范围内提供产品的总成本低于多家企业提供相同产品的总成本之和时，成本函数就具有次可加性。这种情况会阻碍市场竞争，因为现有企业实现的成本结构是新进入者无法达到的。

三、自然垄断的评估标准

标准1：产品同质化

从理论上讲，自然垄断要求市场内的产品具有同质性。同质产品是指可完全替代的产品。相反，非同质产品则是相互之间是不完全替代品。除大豆或石油等商品外，真正的产品同质化并不多见。市场上的产品通常在某种程度上是不完全替代品。为了建立自然垄断评估标准，我们只需假定，所考虑的产品同质性越高，自然垄断就越强。

标准2：规模经济

当企业的平均生产成本随着产量的增加而降低时，就会产生规模经济。为了说明规模经济与自然垄断之间的关系，可以考虑这样一个行业，在该行业中，企业的生产函数在整个生产范围内具有固定成本高、可变成本低的特点。在这种情况下，产量的增加会将固定成本分摊到更多的单位上，平均生产成本就会不断下降。

与这种高固定成本或者低可变成本结构相匹配的典型自然垄断案例包括铁路、电力供应、供水和有线电信。在上述每种情况下，提供服务的基础设施（如铁路网络、供电线路、供水线路和电话线路）的初始固定成本非常高，而为额外消费者提供服务的成本很低，再加上在消费者眼中，产品的同质性是将这些市场定义为自然垄断市场的一个基本论据。

标准3：网络效应

网络效应或网络外部性本质上是一种需求方的规模经济。网络效应指的是一种现象，即随着用户数量的增加，某种商品或服务的价值会提高。例如，如果电话网络上只有两部电话，那么其中一部电话的用处就很小，因为它只能与另一部电话通话。但当更多的电话加入这个网络后，电话的拥有者可以与更多人通话，因此电话的价值也随之增加。这说明网络效应使得商品或服务的使用价值随着用户规模的扩大而提升。网络外部性对自然垄断的影响是放大企业从规模效应中获得的收益。网络效应阻止了新企业进入市场，因为网络效应会使现有企业的需求量增加到新进入者无法达到的水平。

标准4：沉没成本

沉没成本是指已经发生且无法收回的成本。在自然垄断的背景下，沉没成本通常与前期基础设施投资有关。一旦投入，就不能轻易收回。例如，开发铁路线路的部分成本是沉没成本，因为这些线路在铁路服务之外的价值微乎其微。虽然所有沉没成本都是固定的，但并非所有固定成本都是沉没的。例如，如果一家公司购买了可转售的行业标准或高度模块化的生产设备，那么这种设备的成本设备的成本是固定的，但不是沉没的。沉没成本损失的风险会影响企业的进入决策，进而影响市场竞争性。如果一个项目失败的概率很高，而成本又是沉没的，那么对企业进入市场的阻力就会很大，竞争性就会下降。

标准5：范围经济

当单个企业内生产两种或多种不同产品的总成本低于在多个企业内生产这些产品的总成本时，就会产生范围经济。在多产品环境中，次可加性意味着单个企业生产任意组合产品的总成本小于由多个企业生产相同产品组合的成本。正如规模经济通过将固定成本分摊到更多单位上来实现效率一样，范围经济通过将固定成本分摊到多种不同的产品线上来实现效率。范围经济的产生通常是因为企业开发了某种能作为多条产品线关键投入的资源。例如，苹果公司开发了一个通用操作系统，可以用于手机、平板、笔记本电脑和工作站，从而将开发成本分摊到这些产品线上。

四、自然垄断中的技术变革

上述讨论表明，一个市场是否属于自然垄断，主要取决于焦点产品的生产经济学以及市场的可竞争性。而这些变量在很大程度上受到技术变革的影响。为了说明技术变革与自然垄断的关系，下面我们简要讨论技术变革对企业生产成本和市场可竞争性的影响。

（一）生产经济学

对于特定市场，生产过程中的技术创新可以改变成本条件，从而影响成本的次可加性。如果某种产出水平下存在规模不经济，降低固定成本的技术或流程创新会使企业的最小有效规模降低，从而扩大能够支持多家企业的产出范围。例如，水供应和分配被视为自然垄断的依据是建立水处理设施和分配网络所需的高初始成本。然而，新的水处理技术（如分散化处理模块）的出现减少了固定成本需求，从而削弱了自然垄断的理由。

技术变革还可以将固定沉没成本转换为可回收成本。如果模块化系统（即依赖标准化组件或接口的系统）取代了定制系统，则可以通过超出原始用途的重复使用标准化或模块化组件，回收更多的成本。

（二）市场可竞争性

技术变革还可以影响市场的可竞争性。用自然垄断评估标准的语言来说，技术变革可以通过引入替代品来减少市场中的产品同质性。

有线电话的案例说明了技术创新如何创造可竞争性。在早期的有线电话市场中，建立电话基础设施的固定成本非常高，这些成本大多是沉没成本，网络效应也很大，边际成本较低，产品差异化也很少。这些条件强有力地证明了有线电话是自然垄断。然而，1995年，互联网协议语音（VoIP）技术允许用户通过互联网连接进行语音通话。到2003年，大约25%的通话是通过VoIP进行的。技术变革带来了替代产品，增加了竞争，削弱了将有线电话市场视为自然垄断的依据。

何时监管自然垄断

何时监管取决于是否存在由于市场失灵而导致的社会成本。然而，并非所有符合自然垄断技术定义的市场都会带来显著的社会成本，而监管的成本（无论是经济还是政治成本）可能大于市场低效所带来的成本。此外，随着时间的推移，自然垄断及其监管的社会和实践成本也可能发生变化。因此，一些行业经历了严格的自然垄断监管期，随后又成为不完全竞争的市场。例如，有线电视行业自1960年代以来经历了数次监管与去监管的变化。

建议监管的领域

（一）价格

在竞争或可竞争的市场中，市场份额的竞争将迫使价格降低，直到达到边际成本。或者在垄断竞争的情况下，价格上升与边际成本之间的加价取决于产品的差异化程度。在未受监管的垄断中，垄断者能够将价格设定高于边际成本，导致经济低效或消费者承受无谓的损失。

（二）产品质量

垄断可能通过两种方式损害消费者的利益。当垄断者能够设定价格时，它可能会选择生产低于满足需求的水平，以便设定最大化利润的价格。在实际情况下，这可能导致重点产品的创新率低于竞争市场所预期的水平。其次，未受监管的垄断者可能选择社会上不理想的研发投资或服务策略，导致产品质量低于完全竞争所期望的水平。我们需监测产品质量，以确保市场不会抑制创新和产品质量的提升。

（三）计算市场的竞争动态

鉴于计算在模型开发和整体模型成本中发挥的重要作用，因此，跟踪计算市场的竞争环境可能会为预训练模型市场的竞争和自然垄断的潜在出现提供线索。如果计算市场变得越来越集中，只有少数几家主导参与者，这可能导致价格上涨，并进一步提高基础模型市场的准入门槛。这可能使竞争对手进入现有市场更加困难。

（四）环境影响

些新的研究表明，模型训练可能会带来外部影响。具体来说，大规模训练所产生的碳排放成本，尤其是多个开发者在不同地方重复训练模型时，可能会变得非常高，从而带来高昂的社会成本。为了防止预训练模型同质化，过度竞争可能导致排放超过社会最优水平。因此，需要更多研究来确定这些潜在的社会成本与人工智能能力的潜在收益之间的关系。应对这种外部性传统方法的做法是，对模型训练运行所导致的碳排放征收税，这种做法可能会增加与模型训练相关的固定成本，并进一步集中大型开发者的市场权力。因此，需要研究确定有效处理模型训练可能导致的碳排放的最佳方法，以避免在市场中增加额外的准入障碍。

（五）系统性风险

随着市场变得更加集中，越来越多的最终用户依赖单一模型，这会导致下游市场产生系统性风险。如果一家私营公司提供的预训练基础模型是大多数经济用途领域所依赖的模型，则服务中断可能会产生广泛的经济影响。美国证券交易委员会（SEC）主席警告称，日益依赖少数基础模型可能导致未来的金融危机。

（六）模型安全性

随着模型变得更强大并被用在越来越高风险的领域，它们的透明性、可预测性和与人类价值观的一致性愈发重要。确保基础模型具备这些特性可能需要在安全研发上进行大量投资。反过来，开发者在安全方面的投资程度可能取决于用户对模型安全性的需求程度。我们可以考虑两种极端情景。在一种情景中，需求程度很高，且存在完全竞争或纯粹垄断，此时开发者可能会在维护模型安全性方面进行大量投资，以满足公众对模型安全性的需求，保护其市场地位。然而，如果顾客愿意接受被视为不安全的模型，那么即使开发者之间竞争激烈，也可能不足以推动在模型安全性方面的投资。

结束语

我们发现，现有基础模型市场具有自然垄断的特征。我们建议对价格、产品质量、计算市场内的竞争动态、环境影响、系统性风险和模型安全性这几个方面进行监管。如果这些因素开始显示增加社会成本的迹象，则应重新审视监管问题。因为它们是基础模型市场低效竞争和造成高社会成本的潜在来源。

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