다면적(多面的) 특허 기반 연계정보 구성

가상현실, 인공지능, 자율주행차, 맞춤형 헬스케어 등 미래 혁신・경제 분야에서는 기존 전통 기업 뿐 아니라 글로별 정보기술(IT) 기업들도 핵심 특허 확보에 적극 뛰어들고 있는 것으로 나타났다.

‘혁신・경제 연구 – 지식재산 정보의 연계 분석’ 보고서 표지

한국지식재산연구원이 발간한 ‘혁신・경제 연구-지식재산 정보의 연계 분석’ 보고서에 따르면 전세계 주요 특허청의 미래 혁신 기술 분야 상위 10대 출원인을 살펴보면, 주요 글로벌 기업들이 국적을 불문하고 타국 특허청에서 공격적인 출원 활동을 벌이는 것으로 분석됐다.

실제로 구글, 마이크로소프트, 삼성전자, 퀄컴 등 글로벌 IT기업들 대부분이 전세계 IP5(미국, 중국, 유럽, 일본, 한국) 특허청에서 가상현실, 인공지능, 자율주행차, 맞춤형 헬스케어 등 미래 혁신・경제 분야 상위 10대 출원인에 대거 포함됐다.

보고서는 지식재산 정책 정보의 접근성과 활용성을 높이기 위해 가상현실, 인공지능, 자율주행차, 맞춤형 헬스케어 분야에서 미국, 중국, 유럽, 일본, 한국 특허청에 출원된 특허를 기초로 다양한 특허활동지표 분석을 통해 우리나라 기술경쟁력을 도출했다.

인공지능(AI) 분야

◆ 국가별 특허 동향 및 기술 경쟁력

IP5에서 인공지능 분야 특허출원 연평균 증가율은 11.7%로 빠른 성장속도를 보이고 있다. 국가별로는, ▲중국 특허청(CNIPA) 34.3% ▲한국 특허청(KIPO) 9.7% ▲미국 특허청(USPTO) 8.8% ▲유럽 특허청(EPO) 5.5% 등 순으로, 일본 특허청(JPO)은 –6.4%로 유일하게 인공지능 분야 특허출원이 감소하고 있는 것으로 나타났다.

연도별 인공지능 분야 특허출원 동향(2008~2016년)

※ 인공지능 분야 특허 분석 : 이미지 인식, 자연어 이해, 머신 러닝, 지식 표현, 음성 인식, 음성분석・합성, 신경모방, 인공지능 이용 네트워크 관리 등 8가지 기술 분야, 38개 세부기술로 구분했다. 2008~2018 기간 동안 IP5 특허청(한국, 미국, 중국, 유럽, 일본)에 출원 및 등록된 인공지능 분야 특허는 총 180,003 건이다.

8개의 인공지능 세부기술 분야에 대해 특허 관련 5가지 지수(기술영향력지수, 특허활동지수, 시장확장성, 특허관심도, 특허규모)를 적용해 도출된 결과값을 분석한 결과, 한국이 상대적인 경쟁력을 가지는 기술 분야는 ‘음성분석・합성’과 ‘음성 인식’ 영역으로 나타났다.

◆ 주요 출원인 및 세부 기술별 특허 활동

각국 특허청의 인공지능 분야 상위 10대 출원인을 살펴보면, 주요 글로벌 기업들은 국적을 불문하고 타국 특허청에 인공지능 분야 특허출원이 활발한 것으로 나타났다. 예를 들어 삼성전자의 경우, 일본 특허청을 제외한 나머지 IP5 특허청에서 모두 인공지능 분야 상위 10대 출원인에 포함됐다.

또 한국과 중국은 공공연구기관(대학・출연연 등)이 인공지능 분야 상위 10개 출원인에 포함된 반면, 미국과 일본 특허청에서는 상위 10대 출원인 전체를 기업이 차지했다.

한국 특허청 인공지능 분야 상위 10대 출원인의 특허 건수와 세부기술별 비중

한국 특허청(KIPO)에서 인공지능 분야 상위 10대 출원인 중 절반을 퀄컴, 프라운호퍼, 마이크로소프트, 구글, 화웨이 등 해외 기관 및 기업이 차지했다. 이들 해외기업・기관이 한국에서 출원하는 특허 중 상당수가 인공지능 분야라는 의미다.

가상・증강현실(VR・AR) 분야

◆ 국가별 특허 동향 및 기술 경쟁력

2008년~2016년까지 연평균 출원 증가율(CAGR)은 한국이 30.4%로 중국(41.3%)에 이어 2를 차지했다. 그러나 한국과 중국의 경우 자국 내 출원 건수가 훨씬 많지만, 유럽 및 일본은 자국 내 출원 건수보다 미국 출원 건수가 더 많은 것으로 나타났다.

※ 가상현실 분야 특허 분석: CPC(Cooperative Patent Classification) 분류에 기반해 가상현실 분야 기술을 HMD, VR, AR, MR, Interaction with human body 등 7가지 기술 분야로 구분하고, 이를 다시 24개 세부분류로 나누었다. 이를 기준으로 2008~2018 기간 동안 IP5 특허청(한국, 미국, 중국, 유럽, 일본)에 출원 및 등록된 67,963건의 특허를 추출했다.

각국 특허청 등록 건수 추이 (가상현실)

한국 출원 특허의 기술영향력지수(CII) 값은 1.95로 VR 분야 타 특허 CII값인 3.14에 비해 훨씬 낮아 한국이 미국에 출원한 특허의 질적 수준이 높지 않은 것으로 평가됐다. 특히, 혼합현실(MR, mixed reality) 분야 한국 출원 특허의 질적 수준이 크게 미흡해 국가차원에서의 R&D 지원이 필요한 것으로 지적됐다.

기술영향력지수(CII, Current Impact Index): 특정 출원주체의 기술혁신 성과가 현재시점에 미치고 있는 기술적 영향력에 대한 정보를 제공하는 지표이다. CII 값은 현재의 시점을 기준으로 일정 기간 이전에 등록된 특허들이 ‘현재’ 어느 정도의 기술적 영향력을 미치고 있는가를 평가한다. 즉, 오래 전의 기술혁신 성과가 현재 미치고 있는 영향은 배제하고, 근래의 연구개발 동향 또는 기술혁신 성과에 매우 민감하게 반응하도록 설계된 지표다. CII 값이 1인 경우 그 기업이 현재 미치고 있는 기술적 영향력이 평균적인 수준이라는 것을 의미한다.

시장조사기관인 가트너(Gartner)는 ‘19년 Top 10 전략기술’ 가운데 하나로 ‘몰입기술(Immer sive technologies)’을 선정, 앞으로 5년 안에 혼합현실(MR) 기술의 시대가 될 것으로 전망했다.

◆ 주요 출원인 및 세부 기술별 특허 활동

IP5 출원 특허 중 2016년까지는 ‘3D image processing’ 특허 등록 건수가 가장 많은 비중을 차지했으나, 2017년 이후부터는 ‘interaction with human body’ 특허가 가장 많은 건수를 기록했다.

최근 등장한 증강현실과 혼합현실(MR, mixed reality) 출원 비중은 각각 3.2%와 10.9%를 기록한 가운데, 한국의 경우 혼합현실 분야 출원 비중이 16.9%로 IP5 국가중에서 가장 높은 비중을 차지했다.

TOP 20 출원인 (가상현실)

한국의 경우 삼성전자와 LG전자 출원 비중이 각각 전체의 25.6%와 14.4%로, 특정 출원인에 지나치게 편중된 것으로 나타났다. 미국의 경우도 TOP5 출원 비중이 45.1%로 매우 높은 가운데, 이 중 삼성전자와 LG전자가 각각 2위와 9위에 랭크됐다.

한국전자통신연구원과 한국과학기술원은 Mixed reality 분야에, 현대자동차는 Head-up display 분야, LG디스플레이는 Head mounted display 분야 출원 비중이 상대적으로 높게 나타났다.

자율주행차 분야

◆ 국가별 특허 동향 및 기술 경쟁력

자율주행차 분야에서는 IP5 가운데 중국(CNIPA) 증가율이 25.4%로 가장 높았다. IP5 전체에서 한국 출원인에 의한 자율주행차 분야 특허는 12.0%를 차지했다.

자율차 세부기술 분야에 대해 특허 관련 5가지 지수(기술영향력지수, 특허활동지수, 시장확장성, 특허관심도, 특허규모)를 적용해 도출된 결과값을 분석한 결과, 지표 종합 순위에서 ‘위치 또는 진로제어’ 분야가 가장 높은 순위를 차지했다

※ 자율주행차 분야 특허 분석: 네비게이션, 라이더시스템, 레이더시스템, 보행자인식, 운전자를 위한 안전장치, 위치 또는 진로제어, 크루즈컨트롤, 자동주차, 충돌방지시스템 등 9개 기술, 41개 세부분류로 구분했다. 이를 기준으로 IP5에 출원한 78,928건의 출원특허(2008~2016년)와 55,759건의 등록특허(2008~2018년)를 추출했다.

하지만 미국 특허청(USPTO)에 출원한 한국 출원인과 그 외 국적 출원인의 자율주행차 분야 기술영향력지수를 살펴보면, 전반적으로 모든 기술에 대해 한국 출원인의 기술영향력지수가 낮은 것으로 분석됐다. 따라서 자율차 세부기술 가운데 양적・질적 목표를 정하고 선점 가능성이 높은 분야를 선별해 집중하는 전략이 필요하다는 지적이다.

세부 분야별 자율주행차 기술영향력지수 비교: 한국 vs 그 외 출원인

◆ 주요 출원인 및 세부 기술별 특허 활동

자율주행차 분야 상위 10대 출원인에는 전통적인 자동차 업체가 아닌 IT, SW 분야 기업의 상위권 진입이 두드러졌다. 또한 미국과 유럽에서는 다국적 기업들이 상위 10대 출원인을 차지한 반면, 중국은 자국 대학 2곳을 제외한 상위권 기업 모두가 타국 출원인으로 나타났다.

한국, 미국, 중국 자율주행차 분야 상위 10대 출원인(2008~2016년 출원특허 누적)

실제로 미국에서는 상위 10대 출원인이 도요타자동차와 보쉬, 혼다자동차를 제외하고는 모두 자국에 본사를 둔 기업으로 구성됐으며. 구글, IBM, 마이크로소프트 등 IT 기업들의 특허 활동이 눈길을 끈다.

국내 자동차 분야 출원인들은 ‘충돌방지시스템’, ‘네비게이션’, ‘크루즈컨트롤’, ‘자동주차’ 등에 집중적으로 특허를 출원했다. 이 가운데 IT 분야 출원인은 ‘네비게이션’과 ‘충돌방지시스템’에, SW 분야 출원인은 ‘네비게이션’ 영역에 많은 특허를 출원했다.

맞춤형 헬스케어 분야

◆ 국가별 특허 동향 및 기술 경쟁력

맞춤형 헬스케어 관련 출원은 IP5 전체에서 연평균(CAGR) 15.3%씩 급성장 추세이며, 출원 건수는 미국(24,096건, 57.6%), 중국(6,760건, 16.1%), 유럽(6,006건, 10.4%) 등 순이다.

맞춤형 헬스케어 출원 특허의 IP5 특허청별 비중(2008~2018년)

한국은 총 1,028건으로 IP5 특허청 가운데 출원 건수는 가장 낮으나, 연평균 증가율(2008~2016년)은 38.7%로 가장 높은 성장세를 보였다.

세부기술별로는, ‘의료 진단・시뮬레이션, 데이터마이닝’ 관련 특허 비중이 37.6%로 가장 활발했으며, ‘환자 의료보건 데이터의 취급・처리(23.9%)’, ‘의료 시설・장비의 관리・운영(14.2%)’ 분야 출원 비중도 높았다.

※ 맞춤형 헬스케어 분야 특허 분석: AI시스템을 활용한 어플리케이션, 의료용 인공지능, 의료기술 빅데이터 등 9가지 대분류와 25개 세부기술로 구분했다. 2008년부터 2018년 사이에 IP5 특허청에 출원된 맞춤형 헬스케어 특허는 총 41,868건으로 분석됐다.

맞춤형 헬스케어 세부기술 분야에 대해 특허 관련 5가지 지수(기술영향력지수, 특허활동지수, 시장확장성, 특허관심도, 특허규모)를 적용해 도출된 결과값을 분석한 결과, 우리나라 출원인은 맞춤형 헬스케어 분야 중 ‘의료 진단・시뮬레이션 또는 데이터 마이닝’ 분야에서 가장 우수한 성과를 보였다. 또 ‘의료 영상의 취급・처리’, ‘환자 의료보건 데이터의 취급・처리’ 등 헬스케어 빅데이터의 처리 및 분석 관련 기술 분야에서 높은 순위를 차지했다.

맞춤형 헬스케어 분야 우리나라 출원인의 특허기술 분석 순위 요약

◆ 주요 출원인 및 세부 기술별 특허 활동

각국 특허청의 맞춤형 헬스케어 분야 상위 10대 출원인을 살펴보면, IT 다국적 기업들은 국적을 불문하고 타국 특허청에 특허출원이 활발한 것을 확인할 수 있다. 실제로 삼성전자의 경우, 일본 특허청을 제외한 나머지 IP5 특허청에서 모두 맞춤형 헬스케어 분야 상위 10대 출원인에 포함됐다.

한국, 미국, 중국 맞춤형 헬스케어 분야 상위 10대 출원인(2008~2016년 출원특허 누적)

한국에서는 연세대, 고려대, 경북대, 가천대, 한국한의학연구원, 한국전자통신연구원, 서울대병원, 삼성생명공익재단 등 유독 공공연구기관(대학・출연연 등)이 맞춤형 헬스케어 분야 상위 출원인에 대거 포함되어 있다. 이에 반해 미국 특허청에 출원한 상위 10개 출원인은 필립스, IBM, GE, 지멘스(Siemens) 등 IT기업과 하트플로우, ABBOTT, MEDTRONIC 등 헬스케어 기업들이다.

주상돈    newsdjoo@gmail.com