[논문]특허분석을 통한 무선충전 기술방향 분석

양동원; 이행병

doi:10.9716/kits.2020.19.3.089

특허분석을 통한 무선충전 기술방향 분석
Research on the Development Direction of Wireless Charging Technology Using Patent Analysis 원문보기

한국IT서비스학회지 = Journal of Information Technology Services, v.19 no.3, 2020년, pp.89 - 100

양동원 (연세대학교 기술경영협동과정) , 이행병 (연세대학교 기술경영협동과정)

Abstract ▼ AI-Helper

The wireless power transmission market is growing at an average annual rate of 51.5% from $ 16.4 billion in 2015 to $ 131.1 billion in 2020. However, there are limitations to commercialization due to the development of standards and technologies. Thus, this study identified trends in standards and regulations by market and by country. The research collected and filtered a total of 69,488 worldwide wireless power transfer patents by June 2019 and extracted a total of 28,555 patents. Based on this, technology development status was analyzed and predicted. In this study, long-distance and short-range technology development with high technology development difficulty and low technology development ratio could lead to growth of the entire wireless charging market. It is analyzed that investment and policy preparation are necessary to secure source technology for long-distance / near technology development than China, Japan and Europe.

주제어

표/그림 (26)

그림 [그림 1] 무선전력 전송방식
그림 [그림 2] 기술 및 국가별 특허건수 현황
표 <표 1> 무선전력 전송기술개발 동향
표 <표 2> 검색 DB 및 검색범위
그림 [그림 3] 주요 국가별 특허출원 현황
그림 [그림 4] 주요 국가별 특허출원 연평균 성장률('10~'16)
그림 [그림 5] 한국 특허출원 추세성 분석
그림 [그림 6] 한국 주요 출원인 현황
그림 [그림 7] 기술별 특허출원 현황
그림 [그림 8] 기술별 특허출원 연평균 성장률('10~'16)
그림 [그림 9] 출원인 국적&기술별 출원건수
그림 [그림 10] 출원인 국적&기술별 출원점유율
표 <표 3> 주요출원인별 기술출현 현황
표 <표 4> 주요출원인별 핵심 개발 분야 현황
그림 [그림 12] '18~'19 근거리 기술 키워드 분석
그림 [그림 13] '13~'17 원거리 기술 키워드 분석
표 [그림 11] '13~'17 근거리 기술 키워드 분석
그림 [그림 14] '18~'19 원거리 기술 키워드 분석
그림 [그림 15] '13~'17 미국 중점 연구/기술 키워드 분석
그림 [그림 16] '18~'19 미국 중점 연구/기술 키워드 분석
그림 [그림 17] '13~'17 중국 중점 연구/기술 키워드 분석
그림 [그림 18] '18~'19 중국 중점 연구/기술 키워드 분석
그림 [그림 19] '13~'17 일본 중점 연구/기술 키워드 분석
그림 [그림 20] '18~~'19 일본 중점 연구/기술 키워드 분석
그림 [그림 21] '13~'17 한국 중점 연구/기술 키워드 분석
그림 [그림 22] '18~'19 한국 중점 연구/기술 키워드 분석

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 대표적인 무선 충전 기술로 무선 전력 전송 기술 부분에 집중하여 현황을 살펴보고자 한다.
본 연구에서는 먼저 대표적인 무선 충전 기술의 현황을 먼저 살펴보고 본 연구의 목적인 특허 분석을 통한 무선 충전 기술의 방향을 분석하고자 한다.
본 연구에서는 무선 충전 기술의 발전 방향을 분석 하기 위하여 WINTELIPS(윈텔립스) DB를 활용한 키워드 분석을 실시한다.

제안 방법

본 연구에서는 무선 충전 기술의 향후 방향을 모색하기 위해 2019년 6월까지의 전 세계 무선 전력 전송 관련 특허(총 69,488건)를 수집하고 필터링하여 총 28,555건의 특허를 추출하였고 이를 기반으로 키워드 분석을 통해 기술 개발 상황을 분석, 예측하였다.
본 연구에서는 키워드 분석을 통해 무선 충전 핵심 기술을 분석하였다.
분석 방법으로는 무선 충전 기술 전체와 근/중거리및 원거리 충전이 가능한 기술별(자기유도, 자기공명,마이크로파) 검색식을 작성하여 총 69,488건의 특허문헌을 추출하였다.

대상 데이터

22. (검색일) 기준 5개국(한국, 미국, 일본, 유럽, 중국) 및 PCT(국제)에 공개/등록된 특허를 추출하였다.
※ 미국 특허 : 등록일 기준으로 분석하기 때문에 최근 데이터도 유효하므로 정량 분석은 ～2018년 데이터까지 포함하였으며, 정성 분석은 2019년 자료도 포함.
분석 방법으로는 무선 충전 기술 전체와 근/중거리및 원거리 충전이 가능한 기술별(자기유도, 자기공명,마이크로파) 검색식을 작성하여 총 69,488건의 특허문헌을 추출하였다. 그리고 청구범위를 중심으로 무선충전 기술을 이용한 특허문헌, 특히 자기유도, 자기공명, 마이크로파 기술을 기반으로 근/중거리및 원거리 무선충전에 관한 유효특허 총 28,555건을 재추출하였다. 이러한 과정을 통해 기술 및 국가별 특허건수 현황을 추출할 수 있다.
따라서 아직 미공개 상태의 데이터가 존재하는 2017～2019년 자료는 유효하지 않으므로 정량 분석은 ～2016년까지 한정함.

성능/효과

’18～’19년 한국에서의 중점 연구/기술 키워드 분석결과, 공진 주파수가 동일한 코일 간의 자기공명 기술을 활용하여 전송 거리 확장을 도모하고 있으나중국, 일본 등에 비해 상대적으로 다양한 연구/기술키워드가 나타나지 않는 경향이 분석되었다.
그리고 근거리 분야에서 한국은 31%, 유럽, 중국, 미국은 각각 41%, 35%, 34%로 나타났다.
기술 별 성장률 및 점유율은 무선충전 일반기술이 33%, 68%, 근거리기술이 19%, 32%, 원거리기술이 17%, 10%로 기술개발 난이도가 높은 기술의 성장률 및 점유율이 가장 낮은 것으로 분석되었다.
다음으로 국가 별 무선 충전 기술의 동향을 분석한 결과, 미국, 중국, 일본 등에서 각각 집중하는 기술 방향에서 차이가 존재하였으며 한국의 경우 주요 기술 선진 국가의 기술 개발 수준에 비해 원천 기술 개발이 다소 부족한 것으로 나타났다.
또한 NFC 기술을 이용한 휴대기기 접목 키워드 분석을 실행한 결과 자기유도, 자기공명 기술이 주를 이루고 있으며 모바일 및 전기 자동차 등의 적용처에 가장 많이 활용 되고 있음을 확인할 수 있었다([그림 12] 참조).
먼저 근거리와 원거리에 따라 무선 충전 기술의 동향과 방향 은 차이가 존재하는 것으로 나타났다.
무선 충전 기능을 포함하는 일반 특허의 출원 점유율은 58%로 가장 높으면서 성장률도 급상승(CAGR : 33%)되고 있는 것으로 보아, 무선 충전 기술 수준이 성숙될수록 시장 내 활용도도 확대될 것으로 판단된다.
출원 기관의 현황을 살펴보면 [그림 6]에서 제시한 바와 같이, 한국(KIPO)은 LG이노텍, 삼성전자, 삼성전기, LG전자, 현대 자동차 등 대기업과 KAIST, ETRI 등 연구 기관의 특허 출원이 활발한 것으로 분석되었다.
퀄컴, 와이트리시티, TDK는 근거리를 파나소닉, 토요타인터스트리, 도시바는 원거리 기술 분야에 집중하는 것으로 분석되었다.
키워드 분석을 실행한 결과 자기유도, 자기공명 기술이 주를 이루고 있으며 이러한 기술은 모바일 및 전기 자동차 등의 적용처에 가장 많이 활용되고 있음을 확인할 수 있었다.

후속연구

둘째, 중국, 일본, 유럽 기술 개발에 따라 원천기술, 국가기술지원, 기술 개발 환경 등 한국 내 다양한 투자 및 지원 정책 마련이 필요하다.
먼저, 기술 개발 난이도가 높고 기술 개발 비율이 낮은 원거리, 근거리 기술 개발은 향후 기술의 성숙도와 시장의 기술적 니즈에 따라서 무선 충전 전체 시장의 성장을 견인할 수 있을 것으로 판단된다.
와이트 리시티는 퀄컴의 무선 충전 기술과 관련하여 기술 플랫폼 일부와 IP자산(주로 전기 자동차 충전 관련 기술 개발)을 인수하는 등 활발한 활동을 보이고 있어, IP자산 인수 활동에 대한 추가적인 조사 및 분석이필요하다.
향후 연구 과제로서는 연구/기술 키워드 분석으로서 접근하기 어려운 특허의 질적 분석을 통해 기술 방향을 새로운 관점에서 접근해볼 필요성이 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	원거리 무선 전력 전송 기술이란?	원거리 무선 전력 전송 기술은 5m 이상 떨어진 물체에 전력을 공급할 수 있는 기술이다. 이것은 급증할 IoT 기기의 전원 공급을 담당할 것으로 예상된다 (안승연 외, 2017).
	무선 전력 전송 기술의 전송 방식 중 문제점이 기술적으로 해결되지 않은 방식은?	무선 전력 전송 기술은 전송방식(거리, 용량 등)에 따라 자기유도, 자기공명, 전자기파 3가지 방식이 존재한다(문정익 외, 2017). 이 중에서 자기 유도방식(근거리)의 경우 많은 기업에서 상용화를 추진 하고 있는 반면, 자기 공명 방식의 경우 낮은 효율과 전자파 문제가 기술적으로 해결되지 않아 사업화 추진에 어려움을 겪고 있다.
	원거리 무선충전 기술을 대표하는 기술은?	원거리 무선 충전 기술은 사실 전송 방법을 포함한 다양한 기술적 변수의 영향을 받을 수 있다. 그 중에서 무선 전력 전송 기술은 원거리 무선충전 기술을 대표하는 기술로서 주목 받아 왔다. 본 연구에서는 대표적인 무선 충전 기술로 무선 전력 전송 기술 부분에 집중하여 현황을 살펴보고자 한다.

참고문헌 (8)

김성민, 김상원, 문정익, 조인귀, "무선충전 기술동향과 발전 방향", 전자통신동향분석, 제31권, 제3호, 2016, 32-41.

원문보기 상세보기
김 진, 고경일, "무선전력 전송과 충전 : 기술, 시장, 기회", 경영컨설팅연구, 제14권, 제1호, 2014, 101-117.
문정익, 김성민, 김상원, 조인귀, 손수호, 이호진, "스마트 무선충전 기술", 전자통신동향분석, 제32권, 제3호, 2017, 89-97.

원문보기 상세보기
박기준, "무선전력 충전기술 개발 현황 및 동향", 전기저널, 제463호, 2015, 32-37.
안승영, 김종훈, "무선전력전송 EMC 기술동향", 한국전자파학회, 제28권, 제1호, 2017, 48-59.
이대건, 정원재, 장종은, 채형일, 박준석, "RF 무선전력 수집 기술 기반 IoT 센서노드 자기유지 및 동적 전력관리 기술", 정보통신설비학회논문지, 제14권, 제4호, 2016, 22-30.
이철기, 이우기, "특허 선행기술 동향 및 서비스 전략: 스마트폰 무선충전기술 중심으로", 정보화연구, 제10권, 제1호, 2013, 63-70.
MarketsandMarkets, "Wireless Power Transmission Market by Technology, Implementation, Receiver & Transmitter Application (Smartphones, Wearable Electronics, Electric Vehicles, & Furniture), and Region-Global Trend & Forecast to 2020", 2016.

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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