특허 네트워크 분석을 통한 융합 기술 트렌드 분석: 한국.미국.유럽.일본의 특허데이터를 중심으로 Technological Convergence Trend through Patent Network Analysis: Focusing on Patent Data in Korea, U.S., Europe, and Japan원문보기
기업들은 지속적 성장을 위해 새로운 제품들이나 비즈니스 모델을 수없이 개발하고 있다. 새로운 제품이나 서비스 개발을 위해 우선적으로 독특한 기술 역량 확보가 이루어져야 한다. 하지만 기술의 산업화 적용기간이 짧아지고, 고객의 요구사항이 다양해짐에 따라 기술 확보가 어려워지고 있다. 이에 따라 기술 확보를 위해 기술융합 필요성이 증대되고 있다. 지속적 성장을 위해 가치 창출을 할 수 있는 방안으로 융합 기술에 대한 관심이 높지만 아직 개발 주체 간의 정보나 기술교류가 미흡하고, 선진국의 모방에 그치고 있는 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 융합기술이 기술혁신의 중요한 한 형태임을 인식하고 기술혁신의 중요한 지표인 특허정보를 활용해서 기술융합의 구조와 정량적 분석을 실시할 필요성이 있다. 따라서 본 연구는 한국에서의 10년간 특허 현황을 살펴봄으로써 기술 융합이 어떠한 방향으로 이루어지고 있는지를 분석하고, 더 나아가 미국, 유럽, 일본에서의 기술 융합 현상과 비교해 보고자 한다. 이를 위해 한국, 미국, 유럽, 일본에서 2000년부터 2009년까지 10년간 출원된 특허 데이터를 매년 5,000개씩 표집하여, UCINET 사회 연결망 분석 프로그램을 통해 네트워크 분석을 실시하였다. 본 연구를 통해 다음과 같은 연구결과를 도출하였다. 첫째, 대부분의 국가에서 시간이 지나갈수록 기술 융합이 더욱 활발하게 이루어지며, 융합의 중심에 있는 기술이 유기화학, 의학, 기초전자소자 등임을 확인하였다. 둘째, 국가별 융합기술의 중심에 있는 기술이 미국은 유기화학, 유럽은 의학, 일본은 기초전기소자 등임을 확인함으로써 국가별 융합산업의 방향성을 확인할 수 있었다.
기업들은 지속적 성장을 위해 새로운 제품들이나 비즈니스 모델을 수없이 개발하고 있다. 새로운 제품이나 서비스 개발을 위해 우선적으로 독특한 기술 역량 확보가 이루어져야 한다. 하지만 기술의 산업화 적용기간이 짧아지고, 고객의 요구사항이 다양해짐에 따라 기술 확보가 어려워지고 있다. 이에 따라 기술 확보를 위해 기술융합 필요성이 증대되고 있다. 지속적 성장을 위해 가치 창출을 할 수 있는 방안으로 융합 기술에 대한 관심이 높지만 아직 개발 주체 간의 정보나 기술교류가 미흡하고, 선진국의 모방에 그치고 있는 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 융합기술이 기술혁신의 중요한 한 형태임을 인식하고 기술혁신의 중요한 지표인 특허정보를 활용해서 기술융합의 구조와 정량적 분석을 실시할 필요성이 있다. 따라서 본 연구는 한국에서의 10년간 특허 현황을 살펴봄으로써 기술 융합이 어떠한 방향으로 이루어지고 있는지를 분석하고, 더 나아가 미국, 유럽, 일본에서의 기술 융합 현상과 비교해 보고자 한다. 이를 위해 한국, 미국, 유럽, 일본에서 2000년부터 2009년까지 10년간 출원된 특허 데이터를 매년 5,000개씩 표집하여, UCINET 사회 연결망 분석 프로그램을 통해 네트워크 분석을 실시하였다. 본 연구를 통해 다음과 같은 연구결과를 도출하였다. 첫째, 대부분의 국가에서 시간이 지나갈수록 기술 융합이 더욱 활발하게 이루어지며, 융합의 중심에 있는 기술이 유기화학, 의학, 기초전자소자 등임을 확인하였다. 둘째, 국가별 융합기술의 중심에 있는 기술이 미국은 유기화학, 유럽은 의학, 일본은 기초전기소자 등임을 확인함으로써 국가별 융합산업의 방향성을 확인할 수 있었다.
Many companies are developing a numerous number of new products and business models for their sustainable growth. First, their unique technological capability needs to be obtained to develop new products and services. However, as the applicable period of a technology into its industrialization becom...
Many companies are developing a numerous number of new products and business models for their sustainable growth. First, their unique technological capability needs to be obtained to develop new products and services. However, as the applicable period of a technology into its industrialization becomes shorter and shorter, the necessity of technological convergence is increasing. Therefore, this study aims to look at the patent status in Korea for the last ten years to analyze in which direction technological convergence had advanced and further compare the patent status in Korea with that in U.S., Europe, and Japan. In addition, this study looks at the impact of converged patent technology on the sales in relevant industries. To this end, this study collected 5,000 patents applied from 2000 to 2009 for the last ten years in Korea, U.S., and Europe every year and conducted network analysis by using UCINET, social network analysis program. In this study, we drew our research findings as follows: First, we could find that technological convergence increased over time and what technology was in the center of fusion. Second, our correlation analysis found that as we had more technological convergence, it was more related to the sales in relevant industries.
Many companies are developing a numerous number of new products and business models for their sustainable growth. First, their unique technological capability needs to be obtained to develop new products and services. However, as the applicable period of a technology into its industrialization becomes shorter and shorter, the necessity of technological convergence is increasing. Therefore, this study aims to look at the patent status in Korea for the last ten years to analyze in which direction technological convergence had advanced and further compare the patent status in Korea with that in U.S., Europe, and Japan. In addition, this study looks at the impact of converged patent technology on the sales in relevant industries. To this end, this study collected 5,000 patents applied from 2000 to 2009 for the last ten years in Korea, U.S., and Europe every year and conducted network analysis by using UCINET, social network analysis program. In this study, we drew our research findings as follows: First, we could find that technological convergence increased over time and what technology was in the center of fusion. Second, our correlation analysis found that as we had more technological convergence, it was more related to the sales in relevant industries.
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문제 정의
기존에 있어왔던 연구와는 달리 이번 연구에서는 개별 특허가 아닌 융합 기술을 기반으로 한 특허가 관련 산업 매출액에 어떠한 영향을 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 한국의 경우 2000년대에 들어서면서부터 여러 분야의 기술을 집약하여 융합한 융합 기술을 기반으로 한 특허의 출원이 눈에 띄게 늘어나기 시작했으며, 단순 특허에 비해 융합기술 특허들이 일반적으로 산업에 대한 실질적 응용이 빈번하게 일어나고 있는 상황이다.
거의 전 산업과 기술 분야를 대상으로 방대한 분량의 정량 데이터를 제공하고 있으며, 국제특허분류(IPC, International Patent Classification)와 같이 세계적으로 통일된 분류체계를 사용하는 등 정확하고 구체적이며 표준화된 정보를 제공한다. 따라서 본 연구에서도 출원 특허를 대상으로 IPC 분류체계를 활용하여 기술간 융합 현상을 분석하고자 한다.
본 연구는 첫째, 기술융합이 이루어지는 현상을 시각화하여 보여주고, 중심성 분석을 통해 연도별 기술융합횟수 및 융합이 활발하게 이루어지고 있는 기술에 대한 분석을 실시하였다. 둘째, 2009년 출원 특허를 대상으로 32개 서브섹션을 통해 기술융합현상 및 32개 서브섹션의 융합 정도를 분석하고, 특허 기술 분류별 융합 특허 비중을 살펴보았다.
연결망을 구성하기 위해 두 개의 기술 분류 이상의 기술을 기반으로 출원한 특허를 융합 기술을 기반으로 한 특허라고 가정하여, 특허에서 나타나는 기술간 융합 연결망을 완성하였다. 이러한 연결망 구성을 기반으로, 2000년대 이후의 기술 융합의 추세를 살펴볼 수 있었고 더 나아가 융합이 빈번하게 일어나는 기술과 그들의 네트워크적 속성을 살펴보았다.
이를 위해 본 연구에서는 한국, 미국, 일본, 유럽에서 2000년부터 2009년까지 10년간 출원된 특허 데이터를 통해 기술 융합이 어떠한 방향으로 이루어지는지를 분석하고, 기술 융합이 관련 산업 매출액과의 관계를 파악함으로써 융합 산업을 기획하는데 시사점을 제시하고자 한다.
제안 방법
10년간의 출원 특허 데이터에서 기술간 융합을 알아보기 위해, 국제적인 특허 기술 분류 기준인 IPC에 의해 분류된 출원 데이터별 기술분류를 분석 대상으로 삼고, 하나의 특허가 두 개 이상의 기술분류로 구성된 경우, 기술 융합이 이루어진 것으로 간주하였다. Curran과 Leker(2011)이 사용한 IPC co-classification을 이용한 기술융합 측정방법과 동일한 방법을 사용하였다.
특허문헌을 체계적으로 정리해서, 특허문헌에 포함되어 있는 기술 및 권리정보에 용이하게 접근할 수 있게 하기 위해 국제적으로 통일된 특허 분류체계가 필요함에 따라 1968년에 국제특허분류(IPC)가 도입되었다. IPC의 구조는 섹션, 클래스, 서브클래스 및 메인그룹/서브그룹의 계층구조로 이루어지며, 본 연구에서는 8개 분류의 섹션, 32개 분류의 서브섹션, 120개 분류의 클래스 기준을 사용하여 분석을 실시하였다.
기술 융합 연결망에서의 융합횟수와 관련 산업 매출액 사이 관계에 대해서 추가적 분석을 실시하였다. 기술융합 횟수는 120개 IPC 기술별 중앙성 지수인 Degree값으로, 산업 매출액은 앞서 2.
기술 융합 연결망에서의 융합횟수와 관련 산업 매출액 사이 관계에 대해서 추가적 분석을 실시하였다. 기술융합 횟수는 120개 IPC 기술별 중앙성 지수인 Degree값으로, 산업 매출액은 앞서 2.1에서 기술한 바와 같이 통계청(2008)의 IPC-KSIC 연계 소프트웨어를 활용하여 120개 IPC 기술별 관련 산업의 매출액으로 산정하였다. 본 분석에서 활용한 출원 특허 데이터 및 산업 매출액 자료는 획득 가능한 가장 최근 데이터인 2007년 자료를 기초로 하였다.
본 연구는 첫째, 기술융합이 이루어지는 현상을 시각화하여 보여주고, 중심성 분석을 통해 연도별 기술융합횟수 및 융합이 활발하게 이루어지고 있는 기술에 대한 분석을 실시하였다. 둘째, 2009년 출원 특허를 대상으로 32개 서브섹션을 통해 기술융합현상 및 32개 서브섹션의 융합 정도를 분석하고, 특허 기술 분류별 융합 특허 비중을 살펴보았다.
이번 연구는 특허청에서 제공하는 2009년까지 특허 출원 데이터를 이용하여 IPC 기준 기술 분류에 따른 각각의 기술 분류 사이의 연결망 분석을 하였다. 연결망을 구성하기 위해 두 개의 기술 분류 이상의 기술을 기반으로 출원한 특허를 융합 기술을 기반으로 한 특허라고 가정하여, 특허에서 나타나는 기술간 융합 연결망을 완성하였다. 이러한 연결망 구성을 기반으로, 2000년대 이후의 기술 융합의 추세를 살펴볼 수 있었고 더 나아가 융합이 빈번하게 일어나는 기술과 그들의 네트워크적 속성을 살펴보았다.
이번 연구는 특허청에서 제공하는 2009년까지 특허 출원 데이터를 이용하여 IPC 기준 기술 분류에 따른 각각의 기술 분류 사이의 연결망 분석을 하였다. 연결망을 구성하기 위해 두 개의 기술 분류 이상의 기술을 기반으로 출원한 특허를 융합 기술을 기반으로 한 특허라고 가정하여, 특허에서 나타나는 기술간 융합 연결망을 완성하였다.
지금까지 살펴본 특허내 연도간 융합기술의 추이에 이어, 이번 절에서는 2009년에 기술 융합 현상 및 융합 정도를 분석하고, 특허 기술 분류별 융합 특허 비중을 분석하였다. 이번 절의 분석에서는 IPC 기준으로 전체 기술 분야를 32개 서브섹션으로 나눈 분류 방식을 기반으로 분석하였다.
지금까지 살펴본 특허내 연도간 융합기술의 추이에 이어, 이번 절에서는 2009년에 기술 융합 현상 및 융합 정도를 분석하고, 특허 기술 분류별 융합 특허 비중을 분석하였다. 이번 절의 분석에서는 IPC 기준으로 전체 기술 분야를 32개 서브섹션으로 나눈 분류 방식을 기반으로 분석하였다.
대상 데이터
기술 융합 현상의 분석을 위해 출원된 특허 데이터를 사용하였다. 특허는 기술의 동향을 분석하는 도구로 여러 가지 장점을 가진다.
1에서 기술한 바와 같이 통계청(2008)의 IPC-KSIC 연계 소프트웨어를 활용하여 120개 IPC 기술별 관련 산업의 매출액으로 산정하였다. 본 분석에서 활용한 출원 특허 데이터 및 산업 매출액 자료는 획득 가능한 가장 최근 데이터인 2007년 자료를 기초로 하였다.
kr)에서 2000년부터 2009년까지 매년 5,000개씩의 출원 데이터를 무선표집하였다. 산업 매출액 관련하여서는 송병운, 양병조(2009)에서 2004년부터 2007년까지의 KSIC(한국표준산업분류 Korea Standard Industry Code)를 따르는 산업별 매출액 자료를 수집하였다.
특허 기술간 융합 현상 분석을 위해 특허정보검색서비스인 KIPRIS(http://www.kipris.or.kr)에서 2000년부터 2009년까지 매년 5,000개씩의 출원 데이터를 무선표집하였다. 산업 매출액 관련하여서는 송병운, 양병조(2009)에서 2004년부터 2007년까지의 KSIC(한국표준산업분류 Korea Standard Industry Code)를 따르는 산업별 매출액 자료를 수집하였다.
데이터처리
IPC 각 기술분류를 ‘노드’로, 기술간의 융합을 ‘링크’로 보고, 연결망 메트릭스 데이터는 네트워크 분석용 통계프로그램인 UCINET 6 for Window를 이용하여 시각화 및 중심성 분석을 실행하였다.
이론/모형
10년간의 출원 특허 데이터에서 기술간 융합을 알아보기 위해, 국제적인 특허 기술 분류 기준인 IPC에 의해 분류된 출원 데이터별 기술분류를 분석 대상으로 삼고, 하나의 특허가 두 개 이상의 기술분류로 구성된 경우, 기술 융합이 이루어진 것으로 간주하였다. Curran과 Leker(2011)이 사용한 IPC co-classification을 이용한 기술융합 측정방법과 동일한 방법을 사용하였다. IPC 각 기술분류를 ‘노드’로, 기술간의 융합을 ‘링크’로 보고, 연결망 메트릭스 데이터는 네트워크 분석용 통계프로그램인 UCINET 6 for Window를 이용하여 시각화 및 중심성 분석을 실행하였다.
특허 IPC와 KSIC의 분류 기준이 다르기 때문에, 이를 연결 시키기 위해 특허청(2008)의 분류 간 연계(수치변환) 소프트웨어를 사용하였다. 특허청(2008)의 연계 소프트웨어는 변환을 원하는 IPC별 특허출원수를 입력하여주면, 연계 확률에 의거 하여 관련 KSIC별 특허출원수로 변환하여 준다.
성능/효과
더 나아가 단일 분류당 총 출원 특허 수와 그 중 융합 특허가 차지하는 비중을 살펴본 결과는 아래 <표 6>과 같다. 5000개의 표본 중 개별 분류당 평균 특허 출원수는 약 60개 정도였으며, 특허 출원수가 60개 이상인 기술 분류들의 융합 특허 비중(융합 특허 빈도/특허 빈도)을 분석해 본 결과, 평균 59.69%의 융합 특허 비중을 보이고, 표준편차는 0.239으로 나타났다. 특히 B32(레이어 형태의 금속가공 기술)의 경우는 출원된 특허의 대부분이 다른 기술과 융합된 형태로 출원이 된 것으로 나타났다.
SPSS를 통해 Pearson correlation 분석 결과, 기술별 Degree 지수와 기술별 관련 산업 매출액의 상관계수는 0.416이며, 유의확률 0.01 수준에서 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다. 즉, 기술 융합이 많이 이루어질수록, 관련 산업 매출액도 증가하는 것으로 분석된다.
이번 연구를 통해, 최근 기술 동향과 마찬가지로 특허에서도 역시 다양한 분야에서 많은 수의 기술 융합이 일어나고 있다는 점을 알 수 있었으며 특히 의학 및 생명과학과 관련된 기술들은 2000년 이후로 꾸준히 기술 융합이 일어나고 있음이 관찰되었다. 각 나라들의 기술융합 추세들이 유사한 형태로 진행되고 있음을 확인할 수 있었고, 한국뿐만 아니라 각 국가들이 융합기술의 방향이 이종분야 간의 결합을 통한 융합보다는 인접 또는 동종 분야 간의 기술연구가 결합하는 양상이 더 지배적이라는 사실 또한 확인할 수 있었다. 이를 통해 이질적 요소들간의 융합을 통한 새로운 융합산업으로의 전개를 유도해야할 필요가 있음을 파악할 수 있었다.
특히 B32(레이어 형태의 금속가공 기술)의 경우는 출원된 특허의 대부분이 다른 기술과 융합된 형태로 출원이 된 것으로 나타났다. 또한 가장 융합이 빈번하게 일어난 A61, B01, C07, C08, H01, H04, G06의 경우도 높은 특허 출원수를 보이는 반면 융합이 일어나는 비율은 다양하게 분포함을 알 수 있다.
이번 연구를 통해, 최근 기술 동향과 마찬가지로 특허에서도 역시 다양한 분야에서 많은 수의 기술 융합이 일어나고 있다는 점을 알 수 있었으며 특히 의학 및 생명과학과 관련된 기술들은 2000년 이후로 꾸준히 기술 융합이 일어나고 있음이 관찰되었다. 각 나라들의 기술융합 추세들이 유사한 형태로 진행되고 있음을 확인할 수 있었고, 한국뿐만 아니라 각 국가들이 융합기술의 방향이 이종분야 간의 결합을 통한 융합보다는 인접 또는 동종 분야 간의 기술연구가 결합하는 양상이 더 지배적이라는 사실 또한 확인할 수 있었다.
유럽의 경우는 유기화학, 의약, 의료/레저, 측정/광학 등의 다양한 분야에서 빈번히 일어나고 있음을 볼 수 있다. 이상 각 국가들의 융합 기술들의 3순위에 포함되는 기술들이 비슷한 분야임을 확인할 수 있었고, 주로 BT와 IT 중심의 융합 형태를 보이고 있음을 알 수 있었다.
01 수준에서 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다. 즉, 기술 융합이 많이 이루어질수록, 관련 산업 매출액도 증가하는 것으로 분석된다.
후속연구
관련 산업의 매출액을 설명하는 요인으로 기술의 융합 빈도(Degree)만을 사용했기 때문에, 그 설명력을 높이기 위해서는 융합 기술 특허의 증가량 등 특허를 통해 얻을 수 있는 다른 변수나 특허 분야 이외의 다른 종류의 변수를 고려하는 것이 필요할 것이다. 또한 특허청의 데이터 제공 정책에 따라 특허 전수를 조사하지 못하고 연도별 5000개의 제한된 샘플을 이용하여 분석을 했기 때문에(전체 출원 특허 대비 약 20% 수준) 차후 전수 조사를 통해 보다 정확한 분석 결과를 얻어내는 작업이 필요할 것으로 판단된다.
본 연구를 통해 기술융합 추이 및 현황을 살펴보고, 국가별 기술융합 특성을 도출함으로써 본 연구가 향후 기술융합이 나아갈 방향에 대한 전략수림에 유용하게 활용되기를 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
신제품 개발을 위해서 가장 중요한 것은 무엇인가?
제품이나 서비스의 수명주기가 지난 50년간 400% 수준으로 단축되면서(Von Braun, 1997) 신제품 개발의 필요성 또한 증대되고 있다. 새로운 제품이나 서비스 개발을 위해서는 우선적으로 고객이 느끼는 문제점을 해결하기 위해 필요한 기술 역량을 확보하는 것이 중요하다. 또한 기술역량은 고객의 니즈에 부합한 형태 즉, 기술위주가 아니라 산업위주의 역량 확보를 필요로 한다.
특허청에서 제공하는 2009년까지의 특허 출원 데이터를 이용하여 IPC 기준 기술 분류에 따른 각각의 기술 분류 사이의 연결망을 분석하는 연구의 한계점은 무엇인가?
본 연구를 진행함에 있어 한계점이 존재한다. 관련 산업의 매출액을 설명하는 요인으로 기술의 융합 빈도(Degree)만을 사용했기 때문에, 그 설명력을 높이기 위해서는 융합 기술 특허의 증가량 등 특허를 통해 얻을 수 있는 다른 변수나 특허 분야 이외의 다른 종류의 변수를 고려하는 것이 필요할 것이다. 또한 특허청의 데이터 제공 정책에 따라 특허 전수를 조사하지 못하고 연도별 5000개의 제한된 샘플을 이용하여 분석을 했기 때문에(전체 출원 특허 대비 약 20% 수준) 차후 전수 조사를 통해 보다 정확한 분석 결과를 얻어내는 작업이 필요할 것으로 판단된다.
특허는 어떤 장점이 있는가?
기술 융합 현상의 분석을 위해 출원된 특허 데이터를 사용 하였다. 특허는 기술의 동향을 분석하는 도구로 여러 가지 장점을 가진다. 거의 전 산업과 기술 분야를 대상으로 방대한 분량의 정량 데이터를 제공하고 있으며, 국제특허분류(IPC, International Patent Classification)와 같이 세계적으로 통일된 분류체계를 사용하는 등 정확하고 구체적이며 표준화된 정보를 제공한다.
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