세계 스마트폰 시장은 포화 상태에 들어섰으며, 올해는 처음으로 역성장세를 보일 것이라는 전망도 나오고 있다. 또한 ‘공습’으로까지 표현되는 중국 업체들의 약진으로 인해 국내 스마트폰 제조업체들의 글로벌 위상도 약해지고 있다. 이제 국내 업체는 기술 및 특허경쟁력을 높여 재도약의 기틀을 마련해야 할 때다. 본지에서는 스마트폰 기술 개발 방향을 가늠하는 데 도움이 되도록 몇 가지 관련 특허출원 현황을 살펴봤다.
배터리 폭발을 해결하는 안정화 기술 … 차세대 고체전해질 이차전지
지난해 이슈가 됐던 스마트폰 폭발사고로 인해 화재나 폭발 위험이 없는 안정화된 리튬이차전지에 대한 관심이 고조되고 있다. 리튬이차전지는 에너지 밀도가 높고 수명이 길어서 스마트폰, 노트북, 디지털 카메라 등 휴대용 전원으로 널리 활용되고 있다. 그러나 기존 리튬이차전지에 사용되는 액체전해질은 전해액의 분해반응 등으로 인해 발화 및 폭발 위험성이 존재하므로, 이를 해결하기 위해 액체전해질을 고체전해질로 대체하는 연구가 계속되고 있다. 고체전해질의 경우, 외부 충격으로 파손됐을 때 누액이나 폭발 위험성이 없고, 고온이나 고전압 상황에서도 높은 에너지 밀도가 유지된다.
특허청에 따르면, 최근 10년(2006∼2015)간 고체전해질 이차전지 관련 PCT 국제출원은 219건이었다. 2010년까지는 10여건에 불과했지만, 2011년부터 25건으로 증가하기 시작해 2012년 23건, 2013년 45건, 2014년 28건, 2015년 50건으로 증가했으며, 그 양이 꾸준히 유지되고 있다.
출원인별로는 토요타가 24건(10.9%)으로 가장 많았고 이어서 히타치 10건(4.6%), 쏘니 8건(3.7%), LG화학 7건(3.2%) 등의 순이었다. 출원인의 국적은 일본 133건(60.7%), 미국 40건(18.3%), 한국 20건(9.1%), 독일 17건(7.8%), 중국 5건(2.3%) 순으로 조사됐다.
출원된 기술은 기존 이차전지에서 사용하는 액체전해질을 고체로 대체하는 핵심 소재인 고체전해질 개발에 관한 것으로, 내용은 다음과 같다. 안정성은 우수하지만 낮은 이온전도도와 고온 열처리 공정 시간이 긴 산화물(Oxide)계 소재가 67건(30.6%), 이온 전도도는 높지만 수분과 산소에 취약한 황화물(Sulfide)계 소재가 44건(20.1%), 리튬 폴리머전지로 이미 상용화되어 성능 향상을 도모하고 있는 고분자(Polymer)계 소재가 31건(14.2%), 결정화 유리 상태를 얻을 수 있어 높은 이온전도성이 가능한 인산염(Phosphate)계 소재가 17건(7.8%)이었다.
특허청의 강전관 국제특허출원심사1팀장은 “현재 이차전지는 주류를 이루었던 휴대기기용 소형전지를 뛰어 넘어 전기자동차용 전원, 중대형 에너지 저장장치 등으로 분야를 확장하고 있다”며, “최근에는 폭발이나 화재의 위험이 없는 고체전해질 이차전지 관련 기술 개발이 활발히 이루어지고 있어 이에 따른 국내 기업들의 특허출원이 증가되기를 기대한다”고 말했다.
모바일 생체 인식 기술 …더 작고 정확하게
지문과 얼굴을 인식하는 스마트폰이 등장한 이후, 최근에는 홍채를 인식해 본인인증과 모바일 뱅킹을 제공하는 스마트폰이 등장했다. 이에 발 맞춰 스마트폰 등에 적용되는 모바일 생체 인식 기술에 대한 특허출원도 꾸준히 이어지고 있다.
생체인식은 지문, 홍채, 망막, 얼굴모양, 정맥, DNA 등 신체의 고유한 특성이나 음성, 필체, 걸음걸이 등의 행동적인 특성을 이용하여 개인을 식별하는 기술이다.
특허청에 따르면, 최근 5년간 모바일 생체 인식 기술과 관련된 출원을 조사한 결과, 2011년 76건에서 2015년 178건으로 출원량이 대폭 증가한 것으로 나타났다.
생체 인식 기술은 대부분의 사람에게 적용 가능하고 오류율이 낮으며, 측정 대상의 신체적 변화가 없고 데이터 수집이 간편하다는 점에서 패스워드를 이용한 인증의 대체 기술로 적합해 출원이 증가한 것으로 보인다.
기술 분야별로는 스마트폰에 적용된 기술로서 음성인식을 이용한 출원이 270건(43.3%)으로 가장 많았으며, 얼굴인식을 이용한 출원이 103건(16.5%), 지문인식을 이용한 출원이 172건(27.5%), 홍채인식을 이용한 출원이 40건(6.4%)을 차지했다. 그리고 출원주체별로는 LG전자, 삼성전자 등의 기업이 418건(67.0%), 개인이 157건(25.1%), 대학이 29건(4.7%), 연구기관이 20건(3.2%)이었던 것으로 조사됐다.
특허청 관계자는 “모바일 생체 인식 기술이 지속적으로 발전함에 따라 모바일 인증, 모바일 결제 등 실생활의 일부가 될 것이며, 생체 정보 위변조 탐지 기술, 생체 정보 폐기 후 재발급을 위한 생체 정보 변형 기술에 대한 특허출원도 점차 증가할 것”이라고 설명했다.
스마트폰의 한계를 뛰어넘다 … 모바일 클라우드
스마트폰으로 즐기는 서비스가 다양해짐에 따라 모바일 클라우드의 이용이 빠르게 늘고 있다. 모바일 클라우드는 모바일 기기의 저장 공간, 데이터 처리 능력, 배터리 수명 등의 한계를 뛰어넘어 사용자가 모바일 기기의 종류에 관계없이 원하는 콘텐츠와 서비스를 시간과 공간 제약 없이 사용할 수 있는 환경을 제공한다.
모바일 클라우드란 모바일 서비스와 클라우드 컴퓨팅이 결합된 개념으로, 모바일 서비스를 위해 모바일 기기가 하드웨어, 소프트웨어 등 IT 자원을 자신이 필요한 때 필요한 만큼 빌려 쓰고 사용한 만큼 비용을 지불하는 것을 의미한다.
특허청에 따르면, 2008년부터 2016년 10월까지 모바일 클라우드 관련 특허출원은 모두 878건이었다. 연도별 출원 현황을 살펴보면, 2008년 2건에 불과하던 출원이 스마트폰의 본격적인 보급과 함께 2009년 11건, 2010년 34건, 2011년 108건, 2012년 111건, 2013년 145건, 2014년 163건, 2015년 164건, 2016년 10월 기준 140건으로 꾸준히 증가했다.
또한 출원인별로는 중소기업 280건(31.9%), 대기업 189건(21.5%), 개인 160건(18.2%), 대학 및 연구기관 121건(13.8%), 외국인 119건(13.6%)이었으며, 기술 분야별로는 모바일 클라우드를 이용한 응용 서비스 기술 출원이 557건(63.5%)으로 가장 많았다. 그리고 그 뒤를 이어 컴퓨팅 플랫폼에 대한 출원이 168건(19.1%), 클라우드와 모바일 데이터의 보안 및 인증 관련 출원이 117건(13.3%), 컴퓨팅 자원의 관리 기술에 대한 출원이 36건(4.1%)을 차지했다.
출원이 가장 많았던 응용 서비스 관련 출원 557건을 세부적으로 살펴보면, 콘텐츠 제작 및 공유와 스트리밍 서비스를 제공하는 콘텐츠 서비스 137건(15.6%), 데이터 저장 공간을 제공하는 스토리지 서비스 122건(13.9%), 모바일 커머스 서비스 81건(9.2%), 헬스케어 서비스 55건(6.3%), 프린팅 서비스 46건(5.3%), 스마트홈 32건(3.6%), 스마트워크 28건(3.2%) 등이었다.
응용 서비스 관련 출원이 많았던 이유는, 이동통신 3사를 포함한 대기업들은 하드웨어 중심의 컴퓨팅 플랫폼 기술보다 자사 인프라를 기반으로 하는 새로운 비즈니스 모델 개발에 비중을 두었고, 중소기업이나 개인들은 자본력보다 창의성이 요구되는 응용 서비스 기술 개발에 역량을 집중했기 때문으로 풀이된다.
특허청의 박제현 컴퓨터시스템심사과장은 “향후 웨어러블 등 사물인터넷 시장이 커질수록 모바일 클라우드 시장 수요는 더욱 늘어날 것으로 보인다”며, “응용 서비스뿐 아니라 정보 유출과 서비스 장애로 인한 보안 위협을 해결하기 위해 다양한 기술들이 특허출원으로 이어질 것으로 예상된다”고 말했다.
김희성 기자 (npnted@hellot.net)
