스마트공장 기술 주도권 확보를 위한 세계 각국의 특허전쟁이 시작됐다. 국가기술표준원이 최근 발표한 보고서에 따르면, 스마트공장 관련 유효 특허는 총 1,842건이며, 공정모델의 경우 미국이 157건으로 가장 많았고 산업 데이터는 일본 173건, 스마트 커넥티비티는 미국과 유럽이 각각 179건, 134건이었으며, 보안은 미국이 350건 등 선진진영의 출원이 봇물을 이뤘다.

이 보고서는 전문가들의 도움을 받아 분석 대상을 공정모델, 산업 데이터, 스마트 커넥티비티, 산업용 통신 보안 4가지로 진행됐으며, 분석 대상 특허는 2015년 10월까지 공개된 특허이고 한국, 미국, 일본, 유럽 및 국제특허(PTC)를 포함했다. 그 내용을 정리했다.

공정모델 특허동향

공정모델 분야의 전체 특허출원동향을 보면 산업발달과 함께 우상향으로 점진 증가하고 있으며 미국의 출원(157건, 46%)이 많은 영향을 끼치고 있다. 산업 데이터 분야(35건, 9%)나 보안 분야(25건, 4%)와는 다르게 한국 내 출원 건이 71건(21%)으로 비교적 많은 것과 점유율을 보이고 있는 것이 차이점이라 하겠다.

▲ 그림 2. 공정모델 각 출원인의 출원 점유율 현황

국가별 출원 추이를 보면 좀 더 확연한 차이를 볼 수가 있다. 한국과 미국은 매년 공정모델 관련 특허가 꾸준하게 출원되고 있는 반면, 그 외 국가에서는 출원 추이라고 하기에는 미비한 출원량을 보이고 있다.

출원량 대비 특허의 질을 볼 수 있는 등록 현황을 보면 국가별 어느 시기에 특허 등록을 위해 노력을 했는지 알 수가 있다. 공정모델 분야는 2006~ 2010년 사이에 출원량 대비 50.9%의 등록 현황을 볼 수가 있어, 당시 특허 등록을 위한 노력을 다른 시기에 비해 상대적으로 많이 했음을 알 수 있다. 이후 2011~2015년에 출원된 건은 아직 심사가 진행 중인 건이 있는 관계로 등록률이 27%로 낮은 편이지만, 향후 각국의 출원인이 어느 정도의 등록 활동을 하는지를 파악하면 공정모델 분야에 대한 특허 중요성을 미루어 짐작할 수 있을 것으로 보인다.

1. 출원인 및 국적별 특허출원 현황

출원인 및 국적별 특허출원 현황을 보면 전체 344건 중 미국의 로크웰 오토메이션 테크놀로지(142건)와 지멘스 계열(56건)이 198건의로 전체의 57%를 점유하고 있어 공정모델 분야의 특허시장은 2개 기업이 주도하고 있음을 알 수 있다. 

또한, 공정기술 분야에 대해 1건 이상 출원한 기관이 50개이고 7개 기관이 2건을 출원하고 있어, 비중은 높지 않지만 다양한 기관에서 특허 활동을 하고 있는 것으로 나타났다.

IPC(특허분류)별 출원 현황에서는 로크웰 오토메이션 테크놀로지가 10개 특허분류 중 프로그램 제어 분야를 비롯하여 다양한 분야에 걸쳐 골고루 특허활동을 하고 있으며, 지멘스 계열은 보유량의 50% 정도를 프로그램 제어에 집중하고 있는 것으로 나타났다.

10대 특허분류에 대한 특허등록 비중을 보면 전기제어 46.8%, 통신망 구성 56.5%, 신호처리 50%의 등록률을 보인 반면, 에러/안전감시(33.3%), 재구성/재배치(35.3%), 프로그램제어(40.6%)는 비교적 낮은 등록률을 나타내고 있다.

▲ 그림 1. 공정모델 출원특허의 국가별 점유율과 연도별 추이

2. 유망기술 특허 전망

특허시장을 주도하고 있는 로크웰과 지멘스의 경우 어느 분야에 중점을 두고 있는지 살펴보면, 로크웰은 신호처리(56.3%), 통신망 구성(64.3%), 프로그램제어(51.0%)에 대한 등록 활동을 상대적으로 높게 유지하고 있었으며, 해외 진출 역시 32%를 보였고 한국 진출은 12건(8.5%)이었다. 지멘스는 에어/안전감시(75%), 전기제어(80%) 분야에 대한 등록건 비중이 높으며 프로그램제어 분야에 대해서는 출원건 대비 아직 등록 비중이 낮은 면(34.4%)이 있으나 향후 등록률의 변화를 확인할 필요가 있다. 해외 진출은 48%를 보이고 있으며 한국 진출은 1건(1.8%)이었다.

한편, 로크웰과 지멘스의 특허 활동과 해외 진출하는 분야를 파악하면 간접적으로 유망 분야 및 틈새 분야에 대한 파악이 가능할 것이다. 로크웰의 경우 프로그램제어, 전기제어, 통합(최적)제어 분야에 대한 특허 활동을 꾸준히 하고 있고 국외로의 진출(출원)건도 상당량 보유하고 있으나 원격제어/유지관리 분야는 아직 미비한 수준으로 나타났다. 지멘스 역시 프로그램제어 분야 외에 원격제어/유지관리 분야에 대한 특허 활동이 미비한 것으로 나타났다.

원격제어/유지관리는 스마트공장을 유무선 통신망을 이용하여 외부에서 제어가 가능하도록 제어 및 관리하는 분야로서 다양한 고객의 맞춤형 주문을 통한 다품종 소량생산을 위해 필수적인 분야라고 할 수 있다. 지역적인 시차는 존재하지만, 실시간 개념이 도입되는 스마트공장에서 맞춤형 주문에 대응이 가능한 원격제어/유지관리 분야에 대한 특허 확보가 유망할 것으로 예상된다.

또한, 스마트공장의 공정모델에 공통적으로 사용될 수 있는 기술 이외에 생산제품에 따라 다양한 Use Case가 가능할 것으로 보인다. 이에 따라 기업의 특성에 따라 실제 생산하고자 하는 제품의 특성에 맞는 ‘공정모델’ 특허를 발굴하는 것도 가능할 것이다. 4M1E 관점과 다품종 소량생산을 위해 자원을 재구성하고 재배치하는 분야 또한 특허 관점에서 아직 많은 양의 특허가 형성되지 않아 확보가 유망한 분야라고 본다.

임근난 기자 (fa@hellot.net)