[4차산업 인공지능58] “인공지능 반도체”… 기술 특허 정보 활용

[디지털비즈온 김맹근 기자] 최근 인공지능 산업의 발전과 더불어 인공지능 기술의 핵심 이라고 할 수 있는 인공지능 반도체(AI 반도체)의 중요성이 점차 증대하고 있어, 이에 대한 현황을 심층적으로 분석할 필요성이 대두되고 있다. 인공지능 반도체 같은 새로운 산업의 기술추격과정에서는 대개 두 가지가 중요한 쟁점이 되는데, 하나는 기술 변화의 주기에 대한 문제이고, 또 다른 하나는 추격 과정에서 추격의 성과가 무엇인가 하는 것이다.

첫 번째, 쟁점은 추격을 성취할 가능성의 문제이고, 두 번째, 쟁점은 기술체계의 특성과 기술환경에 대한 문제이다. 전 세계적으로 인공지능 반도체는 2016년 알파고와 이세돌의 대국 이후 국제적 관심과 개발 붐이 있었고, 실제로 인공지능 반도체 분야의 특허 신청은 최근 2016년부터 2019년 사이에 3배 이상 폭증했다.

특허 분석지표

기술 체제를 수량화하여 표현하는 분석지표는 상당히 많다. 그 중에서 특허는 기술혁신을 객관적으로 측정할 수 있는 중요한 지표 중의 하나로써, 상업적인 이익과 연계가 되어있다는 점에서 기술변화 및 기술혁신을 관찰하는데 매우 유용하다.

AI 반도체 산업은 새롭게 부상하는 산업인 만큼 AI 반도체 산업의 세대별 기술주기가 중요한 지표가 될 것이고, 자신의 혁신 결과를 타인의 모방으로부터 지킬 수 있는 수단이 존재하는 것을 의미하는 전유가능성이 이 분야에서 중요한 지표가 될 수 있을 것이다.

그 이외에도 AI 반도체 산업에서 추격자의 위치에 있는 대한민국에는 AI 반도체 산업에 대한 지식기반의 특성, 즉 해당 기술이 얼마나 다양한 기술 분야의 지식에 의존하고 있는가를 측정하는 독창성(originality) 같은 지표를 사용해 나온 결과는 향후 산업정책에 시사점을 제공해준다는 점에서 중요한 지표이다.

첫째, 기술 수명주기(Technological Cycle)는 기술수명주기는 과거 기술의 중요성을 의미하며, 기술의 수명이 길면 그만큼 오래된 과거의 기술도 계속 중요하다는 뜻이기 때문에 그 기술 영역에서 추격은 어려울 것이라는 추론이다.

둘째, 기술적 독창성(Originality) = 융복합도는 독창성은 출원(또는 등록)된 특허가 얼마나 창의적이냐를 측정하는 지표로서 해당 특허가 얼마나 다양한 분야의 특허를 인용해서 만들어지는가를 나타낸다.

셋째, 과학기술기반도(Scientific-base index)는 과학기술기반도는 해당 특허가 얼마나 더 과학기술에 기반을 두어 개발되었는지를 나타내는 지표로써, AI 반도체 기술에 대한 해당 지표의 분석을 통해 기술혁신 정책 수립에 있어서 논문 성과로 나타나는 과학기술 연구 촉진 정책의 필요성을 확인할 수 있다.

넷째, 기술적 보편성은 해당 기술이 얼마나 다양한 분야에 활용될 수 있는가를 측정하는 지표이다.

다섯째, 전유성(Appropriability)은 전유성은 자신의 혁신 결과나 성과를 타인의 모방으로부터 지키고 금전적 이익을 확보할 수 있는 정도를 뜻하며, 전유성이 높다는 것은 모방으로부터 혁신의 결과를 지킬 수 있는 수단이 존재한다는 것을 의미한다. 또한, 높은 전유성이라는 것은 다른 기업의 지식에 의존해야 할 필요가 적음을 의미하기 때문에 후발자로서 그것이 이점이므로 전유성이 높은 분야에 투자할 것이라고 추론할 수 있다.

결론적으로 AI반도체 중 제3세대 반도체인 뉴로모픽 특허의 경우 등록특허는 2010년부터 등장하고 있고, 역시 2017년을 기점으로 폭발적인 증가세를 보이고 있다. 이는 2016년 1월 세계경제 포럼에서 Klaus Schwab이 제4차산업혁명을 언급하면서 촉발된 새로운 시대의 성장 동력에 대한 논의의 확산 및 2016년 3월 구글의 알파고와 한국의 이세돌이 참여한 Google Deepmind Challenge Match 이후 인공지능에 대한 전 세계적인 관심이 그 배경이 되었다.

미국의 AI 반도체 시장에서 1세대의 경우 AI 반도체의 내국인(미국인) 특허 비율이 75%로 압도적인 반면, 2세대와 3세대의 경우는 외국인 특허 비율이 각각 37%와 33%로 높은 점유율을 차지하고 있고, 외국인 특허 비율 중에서 한국이 차지하는 비율은 제2세대가 24%, 제3세대가 50%로 2·3세대 모두에서 1위를 점유하고 있다. 특히, 3세대에서 특허 점유율은 미국이 59%, 한국이 뒤를 이어 23.6%를 차지하며, 미국과 한국이 전체의 82.6%를 차지하고 있다.

마지막으로 기술의 선점의 중요성 면에서 분석의 결과를 본다면 3세대 AI 반도체의 특징으로 1세대에 나타나지 않았던 출원인 들이 등장하고 있고, 이런 경향은 2세대 반도체에서도 보인다. 또한, 1세대에서 3세대로 갈수록 독창성, 집중도가 모두 낮아지는데, 이는 향후 다양한 기업들의 시장 진입이 가능하다는 점을 의미한다. 즉 AI반도체 기술의 미래 패권경쟁이 더욱 치열해질 것이다.

3세대 AI 반도체에서는 삼성전자 이외에도 엘지전자·아마존·바이두·화웨이 등 IT·전자 기업이 3세대에 투자하고 있다는 것을 특허 분석을 통해 알 수 있고 향후 미래 산업을 선도할 중요 자산으로 뉴로모픽 반도체가 작용할 수 있을 것으로 보인다. 따라서 초기에 집중적인 투자를 통하여 시장에 진입하여 기술력을 축적하는 것이 전략적 방어수단이 될 것이다.