세계 / Global

특허출원동향으로 보는 미국 내 이머징 테크놀로지

- 생물학적 모델에 기반한 컴퓨터 시스템에 관한 기술, 현재 미국에서 특허출원 가장 활발 -

- 독특한 통찰력 제공하는 특허동향분석, 기업의 R&D 비즈니스 전략에 적절히 활용 필요 -




특허동향을 분석하면 독특한 통찰력을 얻을 있다. 특허출원을 통해 공개되는 기술분야와 관련한 시장에서 경쟁력 있는 정보를 얻게 됨은 물론, 미래를 이끌 혁신적인 기술이 무엇인지 있는 것이다. 작년 한해 미국에서 출원된 특허 데이터를 통해 현재 미국에서 가장 빠르게 부상하고 있는 기술(이머징 테크놀로지) 무엇인지 알아본다.

 

2020 미국에서는 어떤 기술이 주로 출원되었나


미국특허청(USPTO) 의하면 2020 특허출원 건수는 413,176건으로 2019년의 394,349건보다 크게 증가했다. 미국과 유럽에서는 국제특허분류(IPC)보다 세분화된 특허분류를 위해 해당 발명이 속하는 기술분야를 CPC라는 코드를 기준으로 분류하고 있는데, CPC 코드별로 출원 건수를 살펴보면 2020 어떤 기술분야가했는지 있다. 미국의 특허데이터분석기관 IFI 2019~2020 기술분야별로 출원 동향을 분석하고, 2020년에는 기계학습, 양자컴퓨터 컴퓨터 시스템과 같은 CPC 분류 ‘G06N’ 속하는 기술들이 출원율에 있어서 급속한 성장을 보였다고 밝혔다.

 

2019-2020 미국 기술분야별 특허출원동향

(단위: 개, %)

CPC 분류

기술분야

2019 출원수

2020 출원수

변화율

G06F

전기적 디지털 데이터 처리 기술

61,938

63,363

2

H04L

디지털 정보 전송기술

39,613

41,845

6

H01L

반도체 장치 기술

32,071

34,196

7

H04W

무선 통신 네트워크 기술

26,113

28,331

8

A61K

의료, 치과, 화장실 목적을 위한 준비기술

23,375

24,176

3

A61B

진단, 수술, 식별기술

22,085

21,968

-1

G06Q

행정, 상업, 금융, 경영, 감독 또는 예측 목적에 맞게

데이터를 처리하는 시스템 또는 방법에 관한 기술

19,986

21,315

7

H04N

영상 커뮤니케이션 기술

(: TV)

19,978

20,415

2

G06K

데이터 인식데이터의 제시기록 운반자기록 운반기

취급 기술

16,239

18,626

15

A61P

화학 화합물 또는 의약 제제의 특정 치료 활성 기술

18,465

17,426

-6

G06T

이미지 데이터 처리 또는 생성 기술

15,316

16,614

8

G06N

특정 컴퓨팅 모델에 기반한 컴퓨터 시스템 기술

11,247

16,576

47

G01N

화학적 또는 물리적 특성을 확인하여 물질을

조사 또는 분석하는 기술

15,227

15,210

0

G02B

광학 요소, 시스템 또는 장치 기술

14,024

14,074

0

Y02E

에너지 생성, 전송 또는 배포와 관련된

온실 가스 [GHG] 배출 감소 기술

14,044

13,980

 

0

H04B

전송 기술

11,206

11,521

3

C12N

미생물 또는 효소이의 조성물

미생물 전파, 보존 또는 유지

돌연변이 또는 유전 공학 기술

10,145

9,929

-2

C07K

펩티드 기술

8,404

8,608

2

A61M

신체에 또는 신체에 매체를 도입하기 위한 장치 기술

8,269

8,418

2

자료: IFI, KOTRA 실리콘밸리 무역관 정리

 

CPC 분류 ‘G06N’ 속하는 기술 중에서도 기계학습 기술은 인공지능과 관련한 것으로서 주로 컴퓨팅 비전, 자연어 처리, 스피치 프로세싱 등의 기술이 핵심을 이루고 있으며, 인공지능은 다양한 산업 분야에서 활용될 있기에 전문가들은 해당 분야의 출원 증가세가 당분간 지속될 것이라고 전망하고 있다. 혁신적으로 빠른 속도의 데이터 처리가 가능한 양자 컴퓨팅 기술 역시 의료분야, 제약분야, 교통분야, 물류 공급망 분야 등에서 다양한 활용이 기대되는바, 국적을 불문하고 분야 선도 기업들의 치열한 특허권 확보 경쟁이 예상된다.

 

미국에서 가장 빠르게 부상하고 있는 기술(이머징 테크놀로지) Top 10?


위와 같이 CPC분류를 기준으로 특허출원 수에 있어서 최근의 5년간 연간 성장률(CAGR) 계산하면 현재 가장 빠르게 부상하고 있는 기술을 있다. IFI에서 이와 같은 방법으로 도출한 결과는 다음과 같았다.

 

10위는 자율주행차를 위한 자율주행 네비게이션 시스템에 관한 기술(CPC 코드: G05D1)이었다. 자율주행 네비게이션 시스템은 위치, 경로, 고도를 자율적으로 조종하는 기술로 정의되며, 최근 5년간 연간 27.1% 성장률을 보였다. 미국 내에서 자율주행차를 위한 자율주행 네비게이션 시스템과 관련한 특허출원 건수를 많이 보유한 기업은 포드, 토요타, LG 전자, GM, 보잉의 순서였다.

 

9위는 3D 프린팅에 관한 기술(CPC 코드: B33Y40)이었다. 3D 프린팅은 3차원 모델 데이터로부터 복잡한 형상을 가진 광범위한 구조물을 만들어내기 위해 사용하는 적층 제조(AM, additive manufacturing) 공법으로 정의되며, 최근 5년간 연간 27.14% 성장률을 보였다. 미국 내에서 3D 프린팅과 관련한 특허출원 건수를 많이 보유한 기업은 휴렛팩커드, GE, 킨포전자, XYZ프린팅, 보잉의 순서였다.

 

8위는 정보 전송에 관한 기술(CPC 코드: G06F2213)이었다. 정보 전송 기술은 메모리, 입출력 장치 또는 중앙 처리 장치 사이의 정보 또는 기타 신호의 상호 연결 또는 전송 기술과 연관되며, 최근 5년간 연간 28.21% 성장률을 보였다. 미국 내에서 정보 전송에 관련한 특허출원 건수를 많이 보유한 기업은 포드, 토요타, LG 전자, GM, 보잉의 순서였다.

 

7위는 정보 디스플레이에 관한 기술(CPC 코드: G09F9)이었다. 여기에서 정보 디스플레이에 관한 기술은 개별 요소의 선택 또는 조합에 의해 정보가 축적되는 가변 정보의 배열이 이루어지는 컴퓨터, 모바일폰을 위한 디스플레이 기술로 정의되며, 최근 5년간 연간 29.08% 성장률을 보였다. 미국 내에서 정보 전송에 관련한 특허출원 건수를 많이 보유한 기업은 삼성디스플레이, LG디스플레이, BOE 테크놀로지그룹, 삼성전자, LG 전자의 순서로 한국 기업의 우세가 두드러졌다.

 

6위는 -전기적 기계를 위한 제어 시스템에 관한 기술(CPC 코드: G05D2201)이었다. 제어 시스템 기술은 자율주행차량 운전자 보조 기술과 관련한 것으로, 최근 5년간 연간 37.85% 성장률을 보였다. 미국 내에서 -전기적 기계를 위한 제어 시스템에 관련한 특허출원 건수를 많이 보유한 기업은 포드, LG전자, 토요타, 보쉬, 혼다의 순서였다.


웨이모에서 출원한 자율 주행 제어 시스템의 작업 실시 예를 나타낸 도면

 자료: USPTO


5위는 양자 컴퓨터에 관한 기술(CPC 코드: G06N10)이었다. 양자 컴퓨터 기술은 양자-기계적 현상에 기초한 컴퓨터 시스템과 관련한 것으로, 최근 5년간 연간 41.75% 성장률을 보였다. 미국 내에서 양자 컴퓨터에 관련한 특허출원 건수를 많이 보유한 기업은 IBM, 구글, 노스롭그루먼(Northrop Grumman), D-웨이브, 마이크로소프트의 순서였다.

 

4위는 기계학습에 관한 기술(CPC코드: G06N20)이었다. 기계학습 기술은 인공지능의 분야로 경험을 통해 자동으로 개선하는 컴퓨터 알고리즘으로, 최근 5년간 연간 46.01% 성장률을 보였다. 미국 내에서 기계학습에 관련한 특허출원 건수를 많이 보유한 기업은 IBM, 마이크로소프트, 구글, 페이스북, 엑센츄어 글로벌 솔루션의 순서였다.

 

3위는 속씨식물 종자 개발에 관한 기술(CPC 코드: A01H6)이었다. 해당 기술은 식물과 종자 개발과 관련된 작물 과학에 관련한 것으로, 2020 출원 건수가 2019년에 비해 다소 감소했지만 최근 5년간 연간 48.59% 성장률을 보였다. 미국 내에서 속씨 식물 종자 개발에 관련한 특허출원 건수를 많이 보유한 기업은 몬산토, 파이오니어, 세미니스, 신젠타, 듀멘그룹 순이었다.

 

2위는 전자 흡연 장치에 관한 기술(CPC 코드: A24F40)이었다. 전자 흡연 장치는 전자식으로 작동되는 흡연 도구에 관한 것으로, 2020 출원 건수가 급격히 늘면서 최근 5년간 연간 55.08% 성장률을 보였다. 미국 내에서 전자 흡연 장치에 관련한 특허출원 건수를 많이 보유한 기업은 필립모리스, 알트리아, RAI, 니코벤처스, 브리티쉬 어메리칸 타바코 인베스트먼트의 순서였다.

 

대망의 1위는 생물학적 모델에 기반한 컴퓨터 시스템에 관한 기술(G06N3)이었다. 생물학적 모델에 기반한 컴퓨터 시스템이란 생물학적 시스템을 모델링하여 효율적인 알고리즘데이터 구조시각화  통신 도구를 개발하고 사용하는 것을 목표로 하는 것으로, 다시 말해 생물학적 모델(, 지능, 의식, 유전적 재생산) 기반으로 하거나 생물학적 기원의 물리적 물질(생체 분자, DNA, 생물학적 뉴런 ) 사용하여 계산을 수행하는 컴퓨팅 시스템을 의미한다. 최근 5년간 해당 기술의 특허출원은 연간 67.28% 성장률을 보였으며, 미국 내에서 생물학적 모델에 기반한 컴퓨터 시스템에 관한 특허출원 건수를 많이 보유한 기업은 IBM, 구글, 삼성전자, 인텔, 마이크로소프트의 순서였다.

 

IBM에서 출원한 다중 도메인 복잡 신경망에 관한 기술의 작업 실시예 도면

자료: USPTO

 

미국에서 현재 최고로 뜨거운 기술, 생물학적 모델에 기반한 컴퓨터 시스템


앞서 소개한 바와 같이 CPC 분류 G06N 속하는 기술들(양자 컴퓨터, 기계학습, 생물학적 모델에 기반한 컴퓨터 시스템) 미국에서 떠오르고 있는 기술 1, 4, 5위를 차지하고 있는바, 특정 컴퓨팅 모델에 기반한 컴퓨터 시스템은 현재 미국에서 가장 인기있는 특허출원분야라고 있다.

 

중에서도 생물학적 모델에 기반한 컴퓨터 시스템은 1위를 차지하고 있어 궁금증을 더한다. 도대체 기술은 무엇이길래 IBM, 구글, 삼성전자, 인텔, 마이크로소프트가 앞다퉈 특허권 확보 경쟁을 펼치고 있는 것일까. 생물학적 모델(, 지능, 의식, 유전적 재생산) 기반으로 하거나 생물학적 기원의 물리적 물질(생체 분자, DNA, 생물학적 뉴런 ) 사용하여 계산을 수행하는 컴퓨팅 시스템을 의미하는 것이라고는 하나 구체적으로 어떤 기술인지 와닿지는 않는다. 해서 CPC코드 G06N3 속하는 일부 하위코드의 분류와 정의, 해당 기술분야에 속하는 특허문서의 주요 키워드를 안내한다.

 

생물학적 모델에 기반한 컴퓨터 시스템의 기술군 예시


CPC코드



분류



정의



해당 특허 문서에서 주로 사용되는 키워드



G06N 3/00



생물학적 모델에 기반한 컴퓨터 시스템



계산이 생물학적 모델(, 지능, 의식, 유전 재생산) 기반으로 하거나 생물학적 기원의 물리적 물질 (생체 분자, DNA, 생물학적 뉴런 ) 사용하여 계산을 수행하는 컴퓨팅 시스템(계산은 본질적으로 디지털, 아날로그 또는 화학적일 있음)



"바이오 컴퓨터", "생물 컴퓨터", "나노 컴퓨터", "신경망" "인공 생명



G06N 3/002



생체 분자 컴퓨터, 생체 분자, 단백질, 세포 사용



계산을 수행하기 위해 생체 분자, 단백질, 세포 ?

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