오늘의 특허
특허로 보는 5G 동향
글로벌 5G 선도주자들의 오늘과 내일
2019년 글로벌 팝업 특강 다시보기
2019년 9월 24일 한국 팝업 특강 전체 영상 다시보기(30분)
2014년까지 1,700여 개에 불과했던 5G 관련 특허는 2018년에는 12,500건까지 기하급수적으로 증가했다. 또한 5G 글로벌 선도기업이라고 불리우는 6개 기업이 전체 글로벌 특허의 41% 이상을 차지하고 있다. 휴대폰 뿐만 아니라 모든 디바이스 간의 연결을 중심으로 하는 5G가 이제 현실에 적용된 지금, 우리는 또 어디에 주목해야 할까? 5G에서 혁신을 선도하는 기업을 살펴보고 특허데이터를 기반으로 혁신의 새로운 동향까지 살펴본다.
이제는 5세대 이동통신 5G 시대이다. 국제전기통신연합(ITU)에서 IMT-2020이름으로 정의한 5G는 종래의 LTE(4G) 대비 훨씬 높은 대역폭을 제공하고 전송 지연을 현저히 감소시킴으로써 소비자로 하여금 훨씬 빠른 데이터 전송속도를 체감하게 한다. 특히, 휴대폰과 연결하는 통신망에 불과했던 종래 이동통신 기술과는 달리, 5G는 휴대폰의 영역을 넘어 모든 디바이스 간의 연결(device-to-device)을 중심으로 한다. 이에 특히 V2V, V2I, V2N 및 V2X 커뮤니케이션 등을 비롯한 사물인터넷 영역에서 5G는 상당한 변화를 일으킬 것으로 전망된다. 이하에서는 특허 분석을 통한 5G 기술의 글로벌 동향을 살펴보고자 한다.
지난 7월, 클래리베이트에서 주최한 “5G Pop-up Webinar; Overview of the 5G Landscape“에는 전세계적으로 특허 및 연구 담당자들의 관심이 집중되었다. 5G는 사실 여전히 기술을 분류하는데 있어 다양한 이견이 존재하는 신기술 분야이며, 실생활에 이미 들어와있음에도 가장 확장 가능성이 높은 기술이기도 하다. 이 온라인 팝업 특강에서는 특허를 통해 어떻게 5G의 기술 혁신이 진행되고 있고 어떤 기업 혹은 기관이 기술을 선도하고 있다.
5G 특허 동향
5G 세부 기술 혹은 5G 관련 표준이 언급된 기술들을 수집하여 복합적으로 취합
(출처: 대만 특허청-클래리베이트 애널리틱스 공동 분석)
2014년까지 1,700여 개에 지나지 않았던 5G 관련 특허는 2018년에는12,500여 개까지 급속도로 증가하는 추세에 있다. 특히 5G의 선도기업으로 불리는 삼성, 인텔, 화웨이, 퀄컴, 에릭슨, 노키아 등 6개 기업의 특허가 5G 관련 전체 특허의 41%를 차지한다. 그 중에서도 삼성의 특허 수가 압도적으로 많다. 또한 전체 5G 관련 특허들에 대하여 기술의 최신성, 영향력, 시장성 등을 종합적으로 고려하여 평가하였을 때, 가장 우수한 ‘Strong’ 등급으로 평가된 발명 중 54%는 이들 상위 6개 기업의 특허이다. 이들 선도기업이 5G 기술의 발전을 이끌고 있음을 예측할 수 있다.
발명기업의 소재국 기준 분석
5G 관련 기술의 특허 수(volume)를 놓고 보면 중국이 상당히 많을 것임을 쉽게 예상할 수 있다. 하지만 최근 3년간 5G 관련 특허의 증가속도를 본다면, 중국에서의 5G 특허 증가율보다 미국이나 유럽 지역에서의 5G 특허 증가율이 더 높다. 특허 수 자체는 적지만 미국이나 유럽 역시 최근에는 5G 기술에 대한 많은 관심을 갖고 기술 혁신에 박차를 가하고 있음을 알 수 있다.
Top 50 기관 모델링 분석- 최상위; 기업
<가로축: 특허발명의 최신성> <세로축: 특허발명의 우수성>
특허 발명의 최신성(age, 가로축)과 우수성(strength, 세로축)을 중심으로 5G 기술영역에서의 상위 출원인의 분포를 살펴보았다. 가로축에서 오른쪽 방향으로 갈수록 보다 최근에 출원한 것이고, 세로축에서 위쪽 방향으로 갈수록 우수한 특허 포트폴리오를 보유하고 있는 출원인들이다. 우수성(strength)은 특허 발명의 혁신성, 영향력, 시장성 등을 정량적 지표를 활용하여 측정하고 이를 종합적으로 평가한 것이다. 앞서 살펴본 주요 6개 선도기업이 5G 특허를 다수 보유하고 있을 뿐 아니라, 이들이 보유한 특허 포트폴리오가 전체적으로 상당히 우수한 결과를 보였다. 그 중에서도 특히 삼성의 특허 포트폴리오가 가장 우수한 것으로 평가되었다.
시기적으로 살펴보면, 삼성과 인텔, 그리고 노키아는 일찍부터 5G 관련 특허 포트폴리오를 구축하기 위해 철저히 준비했고, 그 뒤를 화웨이, 에릭슨, 퀄컴 등이 따르고 있는 것으로 보인다.
Top 50 기관 모델링 분석- 상위; 국가기관 및 학술기관
<가로축: 특허발명의 최신성> <세로축: 특허발명의 우수성>
주요 6개 선도 기업 외에 학계나 국가연구기관 등에서도 5G 기술에 대한 관심이 높다. 특히 중국의 대학교나 연구기관에서 5G 기술에 대한 특허 포트폴리오를 많이 구축하고 있다.. 다만, 앞서 살펴본 6개 선도기업에 비해서는 특허 포트폴리오의 강도가 낮은 것으로 보아 기술 영향력이나 시장성 확대에 대해서는 다소 어려움이 있는 것으로 보인다. 한국의 ERTI만이 유일한 예외로서 우수한 특허 포트폴리오를 보유하고 있다.
Top 50 기관 모델링 분석- 자동차 기관 분석
5G에 대한 관심은 자동차 제조업체들에게도 예외가 될 수 없다. V2I, V2V, V2X 등 다양한 분야에서 5G 기술이 사용될 수 있다는 점을 여실히 보여준다. 한국의 현대차 역시 5G관련 최신 특허를 보유하고 있는 것으로 확인되었다.
Top 50 기관 모델링 분석- 주목할 기업/기관
이외에도 최근에 활발히 활동하고 우수한 포트폴리오를 보유한 기관들이 존재한다. 애플, 미디어텍, HTC, 샤오미, 콘비다 와이어리스 등은 보유한 5G 특허의 수는 적지만 혁신성, 영향력, 시장성 등의 측면에서 우수한 평가를 받고 있고, 더욱이 최근에 이르러 특허 활동을 활발히 하고 있다. 이러한 기관들의 앞으로의 행보에 대해서도 눈여겨 보아야 할 것이다.
5G 기술 포커스 분석
6개의 선도기업이 공통적으로 관심을 두고 있는 세부 기술분야는 무엇일까? 각각의 기업마다 보유한 기술이 상이하고, 이에 따라 보유하고 있는 특허 포트폴리오의 구성 또한 다를 것이다. 하지만 6개 기업 모두가 관심을 둔 3가지의 세부 기술분야가 있는데, 바로 (i) 안테나 기술, (ii) 핸드오프 기술, 그리고 (iii) 자원관리 기술이다. 즉, 이 3가지 기술은 5G 기술의 성공적인 구현에 가장 중요한 기술이자 핵심 기술에 해당한다고 할 수 있다.
특허 갭 분석을 통한 기회 발굴
세부기술 간의 상관관계 분석을 통해 특허활동이 특히 집중된 영역(경쟁이 치열한 영역)과 공백기술 영역(기회 영역)을 확인할 수 있다. 이를테면, 5G 네트워크 자원 분배기술의 경우, V2X나 machine과 같은 사이드링크, 또는 IoT나 스마트홈 등에의 활용에 대한 특허들이 특히 많이 집중되어 있다. 반면, 전이중 모드(full duplex mode)에 관한 기술이나, Cell-less에 관한 기술 영역은 아직 특허 활동이 활발하지 않은 것으로 보여서 또다른 기회의 영역이 될 수도 있을 것이다.
세부 기술 영역 분포- 6G로의 길
이번에는 5G의 각 세부기술 영역을 대상으로 특허 발명의 최신성(age, 가로축)과 우수성(strength, 세로축)을 평가하여 그 분포를 살펴보았다. 세부기술을 기술의 흐름에 따라 초기기술(Technical Approach), 응용기술(Industrial Uses), 그리고 실제 구현기술(Use Cases)로 구분하여 살펴보면, 왼쪽 상단의 회색 영역에는 초기기술이 다수 분포하고 있고 오른쪽 상단의 녹색 영역에는 응용기술이 다수 분포하고 있음을 알 수 있다. 이들 기술들이 대체적으로 우수한 특허 발명의 포트폴리오를 보유하고 있는 것으로 확인되는 가운데, 초기기술에서부터 응용기술에 이르는 기술의 흐름을 한 눈에 파악할 수 있다.
세부기술 영역의 분포를 보면 현재 네트워크 기능 가상화(network function virtualization) 기술영역을 중심으로 이들의 활용영역(오른쪽 상단 파란색 삼각형 영역)에 대한 특허 활동이 최근 들어 활발할 뿐 아니라, 강하고 우수한 특허 포트폴리오를 구축하고 있다. 따라서 해당 기술 및 관련 기술이 앞으로 전도유망할 것이라는 예상을 할 수 있다. 또한, 현재로서는 포트폴리오가 빈약하지만 최첨단의 기술영역(오른쪽 하단 녹색 버블 영역)인 URLLM, numerology, polar channel coding 기술 역시 다음 세대인 6G로 가는 방향의 신호탄이 될 가능성도 있다. 이처럼 최근 혁신에서의 공통 주제가 바로 사물간 커뮤니케이션, 즉 사물 인터넷이라는 점을 고려할 때, 5G가 특히 사물인터넷에 어떻게 활용될 수 있을지 관심있게 지켜봐야 할 필요가 있다.
위와 같이 이 번 팝업 특강을 통해 다뤄진 글로벌 5G의 혁신 현황과 특징에 대해 요약해보았다. 다행히도 우리나라에는 삼성이 5G 기술에 있어 세계를 선도하고 있는 것을 확인할 수 있었고, 현대차와 같은 자동차회사에서도 5G 관련 최신 특허를 보유하며 V2I, V2V, V2X 등 다양한 분야에 활용하는 것을 증명했다. 분명한 점은 이러한 기업체 뿐만 아니라 ETRI, KAIST, 연세대학교와 같은 학술기관에서도 5G의 연구 및 특허 출원이 활발하게 목격되고 있다는 점이다. 연구로부터 기술의 출원까지 국가 차원에서 함께 적극적인 지원과 관리가 병행된다면 이를 토대로 보다 수준 높은 결과가 보여질 것으로 보여진다.
5G 특허 분석 강의 다시보기
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