[Innovation Watch Vol. 1] 기술의 혁신경쟁력과 산업 성과

[Innovation Watch Vol. 1] 기술의 혁신경쟁력과 산업 성과
by
Director
[Innovation Watch Vol. 1] 기술의 혁신경쟁력과 산업 성과
Justin Kim
Director
Head of Clarivate Analytics Korea
Reports & Story

Innovation Watch Vol. 1


 

기술의 혁신경쟁력과 산업 성과

고인용 특허 경쟁력과 한,중,미,일의 소재 산업 성과 비교

 


 

치열한 글로벌 비즈니스 환경에서 우수한 기술로 기업 경쟁력을 확보하는 것은 매우 중요한 전략이다. 이미 기업은 지속적인 R&D 투자를 통하여 기술 혁신을 추진하고 특허 출원으로 기술 경쟁력을 확보해가고 있다.  그러나 양적으로 많은 기술 발명을 보유하는 것 보다 우수하고 경쟁력이 있는 소수의 기술 발명이 기업 성과에 더 많은 기여하고 있는 것으로 분석 된다.

 

분석 대상 4 개 국가 소재 산업 (Material Industry) 분류 대상 기업
한국, 중국, 일본, 미국

성과 : 2008~2017년

Chemical Industry, Industrial Metals & Mining, Construction & Materials의 총 129개 기업

(위 산업 군에서 건설, 토목이 주력인 기업은 제외)

2017 전세계 R&D 투자 상위 2,500개 기업 성과 정보

Source : Economics of Industrial Research and Innovation 

분석 기간

기술 발명 성과 : 2008~2017년
기업 성과 : 2013~2017년

* 특허 기술 결과는 일정 기간 후부터 기업 성과로 나타나게 되고 본 분석에서는 2008~2017년 10년간 특허 기술 성과와 5년 후인 2013~2017년의 기업 성과를 비교 분석함

 

수많은 기술 혁신이 이루어지고 있지만, 실제 산업 현장에 적용되거나 라이센싱, 소송 등에 활용되는 기술은 제한적

우수한 특허 기술을 확보하는 것은 기업 경쟁력을 높이는데 필수 요소이며 R&D투자는 미래의 성장동력을 확보하는데 절대 소홀히 할 수 없는 중요한 전략이다. 기업뿐만 아니라 국가도 R&D 투자와 다양한 정책을 통해서 국가 산업 경쟁력을 강화하고 미래의 지속 가능한 성장엔진을 구축하기 위해 노력하고 있다.

R&D 투자를 통하여 이루어진 기술 혁신 결과는 특허(Patent)로 출원되어 시장에 발표된다. 법적으로 보호받지 못하는 혁신 아이디어는 그만큼 가치를 잃어버릴 수 밖에 없다.

2017년 전세계에서 출원된 발명(Invention) 수는 약 480만 건에 이르고, 하나의 발명이 다수 국가에 특허(Patent)로 출원되고 있는 것을 고려한다면 해마다 엄청난 양의 특허가 출원된다는 것을 추정할 수 있다. 이러한 특허를 확보하기 위해 기업뿐만 아니라 대학 및 정부 출연 연구소 등 다양한 기관에서 경쟁하고 있다.

그러나 수많은 특허 기술이 발표되고 있지만, 산업 현장에서 구체적인 상품이나 기업 경쟁력에 기여하는 것은 극히 일부분이다. 따라서 확보하고 있는 특허 기술의 양적인 규모가 크다고 하여 기업 성과에 비례해서 기여한다고 할 수는 없다.
 

발명

Invention

발명(Invention)은 다수 국가에 특허(Patent)를 기준으로 중복 출원될 수 있으므로 기술 혁신의 성과는 특허 성과가 아닌 발명 성과로 분석함을 기준으로 함
DWPI

Family

동일한 발명에서 출원된 다수 국가의 특허를 Family(집단) 단위로 그룹으로 묶기 때문에 DWPI Family는 하나의 발명 그룹을 대표하게 됨
인용

Citation

기술 혁신은 오픈 이노베이션(Open Innovation) 등으로 이전 아이디어를 참고하여 좀 더 나은 기술로 발전하고 있으며 이전 특허 기술의 참조 여부는 특허의 인용(Citation) 정보에도 기술되어 있음
DWPI

Citation

동일 발명에서 출원된 모든 특허의 인용을 취합한 정보는 해당 발명이 전세계에서 받는 총 인용수를 대표
DWPI

Class

발명 기술을 20개의 세부 기술(Class)로 구분하는 분류체계로 하나의 발명된 기술은 특성에 따라 다수의 기술로 동시에 분류될 수도 있음

 

 

 

특허의 여러 속성을 활용하여 다양한 혁신 성과를 분석

기술 혁신의 아이디어를 보호하기 위해서 확보하는 지적재산권 (Intellectual Property)에는 다양한 특성이 있다. 혁신적인 아이디어가 발명(Invention)되면 출원인의 전략에 따라 다양한 국가에 특허(Patent)로 출원될 수 있다. 이는 출원된 국가에 한해서만 지적재산권이 법적으로 보호받을 수 있기 때문이다. 하지만 해외 출원의 경우 상당한 비용이 발생하기 때문에 출원인은 중요하다고 생각되는 특허기술들과 출원대상 국가들을 전략적으로 판단하여 출원한다.

 

 

따라서 기술 혁신의 성과를 분석할 때는 동일한 기술 아이디어가 중복출원되는 특허 성과가 아니라 발명 단위의 성과를 분석한다. 본 분석에서는 Clarivate Analytics의 Derwent World Patent Index(DWPI) 특허 DB에서 정의하고 있는 DWPI Family를 발명 단위로 분석하였다.

Open Innovation은 혁신의 중요한 과정이며 이전의 다양한 관련 특허 기술을 참조하여 새로운 기술들이 발전한다. 참조되는 정보에는 기 출원된 특허, 발표된 연구 논문 및 기타 다양한 기술문서 등이 있으며 이를 출원하는 특허의 인용(Citation) 정보에 기술한다. 특허청의 심사관이 심사과정에서 파악한 인용 정보도 포함될 수 있다. 본 분석에서는 발명 단위의 전세계 특허가 받은 모든 인용 정보를 DWPI Family 단위로 취합한 DPCI (Derwent Patent Citation Index) DB를 활용하여 분석하였다.

한편, 특허에는 IPC, CPC 등 다양한 기술 분류 체계가 존재하고 있다. 본 분석에서 활용하는 기술 분류체계는 DWPI Family가 특별히 정의하고 있는 20개의 DWPI Class를 기준으로 한다.

Highly Cited Invention(고인용 발명)은 기술 분류 체계 내의 발명 중에서 인용 수 대비 전세계 상위 1%에 포함되는 발명이다. 단, 특허 출원이 오래될수록 인용 기회가 유리한 만큼, 해당 연도에 출원된 발명들 중 상위 1%에 포함된 특허를 선별한다. 본 분석에서 활용한 Highly Cited Invention은 2008~2017 10년간 20개 DWPI Class의 기술 분류 체계에서 도출하였다.

 

 

고인용 특허 기술들이 상대적으로 기업 성과에 높게 기여

특허 정보의 여러 속성을 활용하여 특허 기술에 대한 평가 및 기업 혹은 산업 기여도에 대한 다양한 성과 분석을 할 수 있다. 많은 학자들의 연구 결과에 의하면 고인용 특허 기술이 상대적으로 기업 성과에 기여도가 높은 것으로 나타난다1.

방대한 양의 특허 정보는 여러가지 지표를 적용한 Big Data 분석으로 시사점을 도출하고 이를 기업의 기술 전략이나 산업 정책을 수립하는데 활용되고 있다. 예를 들어 특허 인용 수뿐만 아니라 출원 국가의 범위도 중요한 시사점을 제시한다.

다만, 기업 성과는 우수한 특허 기술력만이 아닌 사업전략이나 시장 상황 등 복잡한 변수들이 작용하고 있음을 유념할 필요가 있다. 그럼에도 불구하고 R&D 투자를 통하여 달성한 특허 성과가 사업 성과에 어떤 영향을 미치는지 분석하고 산업 동향을 벤치마킹하는 것은 미래 R&D 투자나 기술 전략을 지속적으로 고도화 하는데 매우 중요하다.

이러한 분석은 국가 산업 기술 정책에서도 중요한 시사점을 제시할 수 있다. 해당 산업에 속하는 기업들의 R&D 투자와 이를 통한 기술 혁신 역량을 분석하고, 비교 국가들과 벤치마킹을 통하여 현재의 위상을 파악하고 국가의 산업 전략을 구상하는데 활용될 수 있다.

 

 

 

높은 영향력을 보이는 고인용 발명의 분석

본 분석에서는 EU IRI2에서 발표하는 전세계 R&D 투자 상위 2,500기업을 대상으로 4개국 (한국, 중국, 미국, 일본)의 소재 관련 산업(Chemical Industry, Industrial Metal & Mining, Construction & Material)으로 분류되는 기업의 발명과 기업 성과를 분석하였다2, 3.

분석 2 그래프처럼 전체 발명 수는 일본이 절대적으로 많으며, 양적인 면에서는 한국이 미국보다 더 많은 발명 규모가 더 크다. 하지만 고인용 발명 수를 보면 한국은 비교국가들 중에서 상대적으로 매우 작은 수준이다. 그리고 한국은 미국보다 발명 규모가 크지만 영향력면에서는 미국이나 중국에 미치지 못하고 있음을 알 수 있다.

결국 양적으로 많은 기술 혁신을 한다고 해서 영향력 높은 특허 기술을 비례해서 확보한다고 할 수 없다. 중국의 경우 발명 규모 면에서는 한국의 약 1.7배 정도이지만, 영향력 높은 고인용 발명 수는 한국보다 약 6배 이상 확보하고 있다.

그동안 한국의 관련 산업 기업들이 기술 혁신의 양적인 성장에 치중하는 반면 실질적으로 경쟁력을 가질 수 있는 우수한 특허 기술 확보는 제한적인 성과를 보이고 있다.

 

 

고인용 발명과 기업 매출과의 관계 분석

수많은 기술 발명 중에서 실제 제품이나 기업 현장에서 활용되는 것은 우수한 혁신 기술 등 일부에 국한된다. 경쟁력 있는 제품이나 생산과정의 효율성 등 기업 성과에 영향을 미칠 수 있는 기술은 제한적이며 우수한 기술일수록 활용될 가능성이 높다.

본 분석은 기업이 보유한 총 발명 수와 고인용 발명 수를 각 구분하여 기업 전체 매출과의 상관관계를 분석한다. 분석 3에 의하면 해당 산업에 속하는 기업들이 보유한 발명 수가 많다고 해서 전체 기업 매출이 높다고 할 수 없음을 보여준다. 즉 기술 혁신의 양적인 성장이 기업 매출 성장으로 이어진다고 설명하는 데는 한계가 있다. 반면에 분석4의 결과는 영향력이 높은 고인용 발명 규모와 기업 매출의 총 규모가 어느 정도 상관관계를 보이고 있다.

특이한 점은 중국의 경우 영향력 높은 발명의 규모가 한국에 비해 월등히 높음에도 불구하고 산업 전체의 매출 규모에서는 한국이 약간 앞서고 있음을 보여주고 있다. 추가 분석에 의하면 한국의 고인용 발명은 평균 9.1개의 해외 국가 출원이 이루어진 반면에 중국의 경우는 2.1개에 머무르고 있다. 영향력 높은 혁신 기술의 해외 시장 진출은 기업 성과에 직,간접적으로 영향을 미치고, 특허 인용 수와 더불어 해외 출원 규모도 기업 성과에 영향을 미치고 있다.

앞서 설명한 것처럼 기업의 성과는 기술 혁신 이외에 경영 전략, 제품 전략, 상품 Portfolio, 내부 프로세스 최적화, 경제 상황, 환율 등 다양한 변수에 영향을 받는다. 하지만 기술 경쟁력이 갈수록 중요해져 가는 시점에서 기술 발명 성과를 양적인 면이 아니라 질적인 면에서 다각도로 분석하여 시사점을 찾아내고 이를 적극 활용하는 것은 매우 중요하다.

 

 

고인용 발명과 기업 R&D 투자와의 상관 관계 분석

분석 5에서는 해당 산업에 속하는 기업들의 최근 5년간 R&D 투자 대비 확보한 특허 기술 규모 및 고인용 특허 기술 수를 분석한 것이다. 분석에 의하면 중국은 단위 R&D €1M 투자 대비 확보한 특허 기술 수와 고인용 특허 수에서 비교 국가 중 최고 성과를 자랑하고 있다. 중국에 이어서 한국이 단위 R&D €1M 투자 대비 확보한 특허 기술 수는 높지만, 고인용 특허 수 비율은 중국에 비해서 상대적으로 저조하다. 단위 R&D 투자 대비 고인용 수의 비율은 한,미,일이 비슷한 수준을 보이고 있지만 미,일의 고인용 특허 기술 수는 그 규모 면에서 한국보다 절대적으로 많은 규모이다.

편 최근 10년간 R&D 투자 대비 특허 기술 수의 성과를 분석해보면 한국이 절대적으로 높지만 고인용 특허 수는 여전히 저조한 편이다. 이를 비교해보면 최근 5년간 중국의 특허 성과 발전이 매우 빠르게 진행되고 있음을 알 수 있다.

미국의 경우 R&D €1M 투자대비 확보한 고인용 발명 수는 한국과 비슷하다. 하지만, 지난 5년간 미국 소재 산업 기업이 투자한 R&D 비용은 한국의 약 11배에 달하고 있다. 적절한 R&D 전략 혹은 기술 전략의 방향성 없이 단순히 R&D 투자만 확대한다고 해서 영향력 높은 기술 혁신을 달성할 수는 없다. 오히려 양적인 성장에 치중하다 보면 질적인 하락이 발생할 수 있다.

이제는 R&D 투자도 기술 혁신의 양적인 성장을 지양하고 우수하고 경쟁력 높은 핵심 기술 확보에 더 집중할 필요가 있다. 이미 수많은 기술들이 발명되고 있고, 새로운 기술 영역이 지속적으로 출현하고 있는 상황에서 체계적인 기술 전략의 부재는 R&D 투자의 Risk로 작용할 수 있다.

 

 

 

 

고인용 발명과 기업 이익율 (Profitability)과의 상관 관계

분석 6은 영향력 높은 고인용 발명 규모가 기업 이익율과 어떤 관계를 가지고 있는지 보여준다. 4개국의 소재 관련 산업에 속하는 기업 129개 중에서 기업 이익율이 높은 상위 20개 기업군과 낮은 하위 20개 기업군을 정하여 각 기업이 보유하고 있는 총 발명 규모와 고인용 발명 규모를 비교하였다.

분석결과 고인용 발명 비율은 이익율이 높은 기업군이 낮은 기업군에 비해서 약 1.8배 높고 이익율은 2.9배가 더 높음을 알 수 있다. 하지만 추가 분석에 의하면 이익율이 낮은 기업의 총 기술 발명 규모는 이익율이 높은 기업들 보다 오히려 2.8배 더 많다. 즉 영향력 높고 핵심 기술을 확보하지 않은 상태에서 단지 발명의 수만 많다고 해서 혁신을 통한 기업의 이익율이 보장되기는 힘들다.

이는 기업의 이익율 증가에는 발명의 양적인 규모보다는 소규모라도 핵심 기술 확보 여부가 더 중요함을 다시 한번 보여주고 있다. 더불어 우수한 기술력을 확보할수록 기업의 이익은 더욱 증가하는 현상을 볼 수 있다. 기술 경쟁이 치열한 상황에서 우수한 기술을 확보하는 것이 기업의 성과에 얼마나 중요한지 보여주고 있다.

 

 

영향력 높은 고인용 발명 기술을 통한 국가별 기술 경쟁 분석

단순히 특허 기술의 숫자만 가지고 기업이나 산업의 기술 혁신 성과를 분석하는 것은 한계가 있다. 고인용 발명을 기준으로 주요 기술들이 어떻게 분포되어 있고 또한 국가별로 어떻게 분포되어 있는지를 분석했다.

아래 그림의 분석 7은 분석 대상 4개국 소재 관련 산업의 129개 기업들이 보유한 영향력이 높은 고인용 발명 기술의 분야 분포를 분석한 Technology Landscaping map이다.

분석에 의하면 일본은 철강, 배터리, 폴리머, 판넬, 반도체 관련 소재에 고인용 발명을 많이 보유하고 있고 반면, 중국은 철강과 열처리 티타늄 분야에서 영향력 높은 발명을 보유하고 있다. 미국은 생명과학 및 농축산업에 관련된 화학소재에서 강한 기술 경쟁력을 보이고 있다. 반면에 한국은 반도체 일부, 배터리, 철강분야에서 부분적으로 영향력 높은 기술 발명을 보유하고 있다.

단위 핵심 기술을 확보하는 것도 중요하지만 관련 분야에서 우수한 발명들을 보유함으로써 강력한 기술 Portfolio를 구축하는 것도 매우 중요하다. 이제는 한 두개의 핵심 기술로 제품이 생산되기보다는 다양한 핵심 기술의 집합으로 제품이 생산되어 경쟁 제품과의 품질 격차를 넓혀가고 있다. 미래의 R&D 전략이나 기술 개발 전략이 이러한 핵심 기술의 Portfolio를 갖출 수 있도록 하는 것은 기업 경쟁력 혹은 산업 경쟁력 확보 차원에서 매우 중요하다.

분석에 의하면 한국의 고인용 발명 기술은 기술 Portfolio를 제대로 구축하지 못하고 있음을 보여준다. R&D 투자를 통해서 기술 발명의 양적인 성장을 추구하는 것보다 이제는 핵심 기술 확보의 질적인 성장을 지향하는 전략 수립이 절실하다.

 

 

 

특허 기술 성과와 산업 역량 분석의 고도화를 위한 고려사항

특허에서는 다양한 속성 정보가 있고 본 분석에서는 특허의 인용(Citation)을 중심으로 활용하였다. 하지만 특허 경쟁력은 인용 이외에도 출원 국가의 다양성 등 여러 가지 속성들이 활용될 수 있다. 다양한 속성을 적용하면 좀 더 정확한 insight를 도출할 수 있다.

본 분석은 EU의 IRI에서 발표하는 전세계 R&D 비용 대비 상위 2,500대 기업정보를 활용하였다. 2,500대 기업에 속한 한국 소재 산업 기업들은 상당수가 대기업이다. 따라서 산업의 역량을 분석하기 위해서는 중견 기업 등 좀 더 포괄적인 기업군을 포함하여 분석할 필요도 있다.

본 분석은 소재 관련 산업의 한.중.미.일 4개국 만을 분석한 것이고, 국가별 기술 역량의 형태는 산업에 따라 다르게 나타난다. R&D 투자가 상대적으로 많이 이루어지는 산업군으로는 자동차, Oil&Gas, 전기전자, 제약, 산업기계, 소프트웨어, 식품 및 항공 산업 등 이 있다.

본 분석은 특허 기반으로 국가 차원의 기술 혁신 역량이 아닌 산업 단위 기술 혁신 역량에 초점을 맞추었다. 따라서 기업 특허만이 고려되었고 대학, 정부 출연연구소에서 출원되는 특허 성과는 제외하였다. 일반적으로 대학과 연구소는 직접적인 생산활동을 하지 않으며, 연구자들이 출원한 특허에서 산업으로 이전되는 기술은 극히 제한적인 것이 현실이다.

그럼에도 불구하고 상당한 규모의 특허가 연구자들에 의해서 출원되고 있어서 이 특허들을 모두 포함할 경우 진정한 산업 경쟁력을 분석하는데 한계가 있다. 따라서 4개국 모두 산업 생산에 활동하는 기업만을 고려하여 산업 경쟁력을 분석하였고, 나아가 양적인 분석보다는 질적인 특허 경쟁력을 가늠할 수 있는 지표를 적용하였다.

 

 

분석 문의: marketing.kr@clarivate.com 

 

 


  1. 2000년 이후 patent citation에 대한 기술 영향력, 기업 성과의 관련성 등에 대한 SSCI, SCIE 논문은 약 600편이 발표되었음. 일부 논문의 예시를 Back page에 기술
  2. 출처: Economics of Industrial Research and Innovation
  3. Construction & Material 산업으로 분류되는 기업 중에서 순수 건설, 토목에 관련된 기업은 분석에서 제외함

 

 

 

 

 

Patent 인용(citation)과 invention quality, economic & market value의 연관성에 대한 연구 reference
(SCIE, SSCI 논문)

Grimaldi, M., Cricelli, L., Di Giovanni, M., Rogo, F., “The patent portfolio value analysis: A new framework to leverage patent information for strategic technology planning”, TECHNOLOGICAL FORECASTING AND SOCIAL CHANGE 2015
Fischer, T., Leidinger, J., “Testing patent value indicators on directly observed patent value-An empirical analysis of Ocean Tomo patent auctions”, RESEARCH POLICY 2014
Bloom, N., Schankerman, M., Van Reenen, J., “Identifying Technology Spillovers and Product Market Rivalry”, ECONOMETRICA 2013
Lampe, R., yan., “STRATEGIC CITATION”, REVIEW OF ECONOMICS AND STATISTICS 2012
Sandner, P. G., Block, J., “The market value of R&D, patents, and trademarks”, RESEARCH POLICY 2011
Nagaoka, S., Motohashi, K., Goto, A., “PATENT STATISTICS AS AN INNOVATION INDICATOR”, HANDBOOK OF THE ECONOMICS OF INNOVATION, VOL 2 2010
Chang, S., Lai, K., Chang, S., “Exploring technology diffusion and classification of business methods: Using the patent citation network”, TECHNOLOGICAL FORECASTING AND SOCIAL CHANGE 2009
Hegde, D., Sampat, B., “Examiner citations, applicant citations, and the private value of patents”, ECONOMICS LETTERS 2009
Silverberg, G., Verspagen, B., “The size distribution of innovations revisited: An application of extreme value statistics to citation and value measures of patent significance”, JOURNAL OF ECONOMETRICS 2007
Hall, BH., Jaffe, A., Trajtenberg, M, “Market value and patent citations”, RAND JOURNAL OF ECONOMICS 2005
Reitzig, M., “Improving patent valuations for management purposes – validating new indicators by analyzing application rationales”, RESEARCH POLICY 2004
Harhoff, D., Scherer, FM., Vopel, K “Citations, family size, opposition and the value of patent rights”, RESEARCH POLICY 2003

클래리베이트 애널리틱스 코리아 주식회사

사업자등록번호 : 850-81-00476 ㅣ 대표자 : 유리우 ㅣ 대표전화 : 02-6222-2170 ㅣ 주소 : 서울시 종로구 율곡로 6, A동 15층 (중학동, 트윈트리타워)