库存压力下芯片生产者责任组织回收成本分担机制研究

在 5G 建设与智能设备需求推动下，全球芯片市场曾经历高速增长，企业扩产与囤货行为导致库存积压严重。2022 年以来，芯片价格骤降，行业进入下行周期，企业面临巨大库存压力与废弃处理成本。与此同时，电子废弃物数量激增，预计 2030 年全球将达到 7400 万吨，芯片回收的资源价值与环境风险日益凸显[1]。

在这一背景下，推动芯片绿色回收与资源化利用，不仅关乎材料循环与经济可持续，更是应对资源安全与环境污染挑战的重要路径。生产者责任延伸制度（EPR）作为国际公认的废弃物管理政策工具，通过明确生产者在产品全生命周期中的环境责任，激励其开展生态设计、参与回收处理，并推动形成闭环绿色供应链。然而，在芯片回收实践中，尤其是通过生产者责任组织（PRO）实施集体回收时，不同企业因产品设计、材料组成、制造工艺等方面的差异，导致其回收处理成本存在显著异质性。若继续采用“一刀切”式的成本分摊机制，将难以保障 PRO 内部合作的公平性与稳定性，制约 EPR 制度实效。因此，构建科学合理、激励相容的成本分担模型，成为当前芯片回收规制与绿色治理的关键问题。

1 芯片回收工艺与回收规制

芯片制造过程繁琐，涉及光刻、掺杂、电镀、封装、测试等多个工序，且生产和回账周期较长。在绿色经济与可持续发展的推动下，库存芯片回收为生产者带来了新的商业机遇。刘先国 [2] 基于回收策略将芯片回收分为可重用与不可重用工艺。外观完好、内部电路未损的芯片，经检测与技术改造后可重新投入市场或转用于其他领域；不可重用的芯片则需经过破碎、分选、金属与非金属材料分离等环节，并进行环保处理。该工艺不仅提升了资源利用率，也创造了显著的经济效益。

然而，芯片回收与再制造也造成一系列市场监管、知识产权和环境保护等方面的问题。高利润驱动下，部分企业未经原制造商授权，擅自进行芯片回收及其再制造活动并已形成颇具规模的二手芯片流通交易“灰色市场”。在此背景下 , 生产者责任延伸制作为一项重要的管理政策工具，被政府部门用于强制生产者为自己的产品承担废弃后的回收、再利用等延伸责任。

2 EPR 的执行模式与其创新需求

从国际实践来看，EPR 主要有两种实施模式：一是生产者利用自有资源实施回收（IPR 模式）；二是多家生产者共同组建生产者责任组织（PRO），将回收责任外包并由成员共同承担运营成本[3]。在欧盟、美国、日本等 EPR 体系较为成熟的地区，已涌现出如 Moov、Surplus GLOBAL、Hightec Systems 等专业电子废弃物回收企业。

尽管PRO 模式提升了回收效率与规模经济，但其成本分担机制仍较为粗放。现行做法多采用无差异定价策略，即不考虑各企业产品在材料组成、结构复杂性、有害物质含量等方面的差异，统一设定回收处理单价，再依据各品牌实际回收量分摊费用。然而，不同厂商的芯片因设计理念、工艺路线、所用材料迥异，其拆解难度、可回收成分比例及最终处理成本存在较大差别。若继续采用均一化计价模式，则处理成本较低的企业实际上补贴了高成本企业，导致前者退出联盟的动机增强，转而寻求独立回收或与非正规渠道合作，最终削弱 PRO 的稳定性与合作效能。因此，亟须设计一种能够反映产品异质性的差异化成本分担机制，以提升合作公平性与制度可持续性。

3 合作博弈下的PRO 成本分担机制研究

3.1 转移效用合作博弈和特征函数

针对 PRO 内成本分摊的公平性问题，本文引入转移效用合作博弈（TU-game）作为分析框架，用二元组 表示， N={1,2,…,n} ，由一组 Π_n 个决策者组成，其中 σ_V 是每一个联盟 的特征函数，它表示联盟中所有成员共同合作所获得的效用。根据 TU-game 理论，特征函数是基于决策者（联盟）自身努力所能获得的最小收益，也表明了合作博弈中成员讨价还价能力或联盟底线。

引入核的公式来描述可接受的分配方案，即任何子联盟通过合作所获收益都不低于其独立运作时的收益。若核非空，则存在使所有成员均满意的分配方案，从而保障联盟的稳定性。

3.2 Shapley 值协调机制

Shapley 值是合作博弈中被广泛接受的利润分配机制，它是根据各成员对供应链整体利润的贡献程度作为加权因子来对利润进行有效分配的方法，联盟 S特征函数 u(S)(S/∅) 为生产者联盟S 所组建的PRO 能达到的最优总成本，每个PRO 成员的 Shapley 值可以表示为 :

式中， Π_n 为博弈总人数，s 为联盟人数， s!(n-s-1)!/n! 表明参与者以完全随机的顺序进入所有可能的联盟。

尽管 Shapley 值体现了边际贡献原则，但未充分考虑因产品可回收性差异导致的处理成本变动。为此，本文提出引入回收处理系数，以刻画不同生产者因产品设计、材料构成等因素所带来的回收难度差异。修正 Shapley 值SHE_i(N,v) ，定义如下：

为生产者的修正 Shapley 值， SH_i(N,v) 是由生产者 i 基于特征函数确定的一组 Shapley 值 ; 回收处理系数 用于刻画生产者 i 受消费者品牌偏好影响下的产品可回收性，其越高表示 i 的产品可回收性越差。假设 β 作为分配机制中的协调系数，其值越大修正后的 Shapley 更加注重 SH_i(N,v) 对分配结果的影响，反之1−β越大说明修正后更注重芯片可回收性对结果的影响，可以根据实际需要调整 β 。

4 结论与建议

本文针对芯片库存压力下 PRO 所面临的成本分摊不公、联盟稳定性不足等问题，构建了基于修正 Shapley 值的合作博弈分配机制，通过引入产品回收处理系数，体现不同企业因产品异质性导致的处理成本差异，提升了成本分摊的公平性与合作激励效果。

基于研究结论，提出如下建议：第一，PRO 管理机构应逐步放弃无差异定价，引入基于产品绿色属性与回收难度系数的差异化收费机制，以提升成本分摊的科学性。第二，政策制定者可借鉴欧盟电池法规中“生态调制费用”理念，对绿色设计表现优异的企业给予费用优惠，从而激励生产者从源头提升产品可回收性。第三，未来研究可结合真实企业数据开展案例模拟，进一步检验模型的有效性与稳健性，并探索将消费者品牌偏好、再生资源市场价格波动等外部因素纳入模型，增强其在复杂市场环境中的适用性。

参考文献：

[1] 孙秀敏 , 陈鸿涛 , 苏健梅 , 等 . 废弃电器电子产品回收与处理体系研究及建议 [J]. 电子产品可靠性与环境试验 ,2024,42(05):13-18.

[2] 刘志峰 , 朱一 , 宋守许 , 等 . 废弃电路板双列直插式封装的集成电路芯片回收的经济性分析 [J]. 环境污染与防治 ,2011,33(03):6-10.

[3] 郑小雪 , 刘志 , 李登峰 , 等 . 基于多选择目标规划方法的生产者责任组织成本分摊合作博弈研究 [J]. 系统工程理论与实践 ,2021,41(10):2512-2523.