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제4차 산업혁명이 다보스 포럼(World Economic Forum, 2016)을 통해 전 세계적 화두로 등장한 이래 글로벌 다양한 산업에 막대한 영향을 미치고 있다.

특히 ICT 신기술은 제조업, 금융업, 농업 등 거의 모든 산업의 혁신과 재편을 촉진하는 촉매제로 자리 잡았고 그 영향력이 예상보다 빠르게 확대되고 있으며, 과거에 상상하지 못했던 다양한 분야에 접목되고 있으며, 이를 통해 새로운 비즈니스가 창출되고 있다.

이러한 제4차 산업혁명은 전개 속도와 범위, 그리고 사회경제 전반에 미치는 충격을 고려하면 선제적 기술 동향의 분석이 무엇보다 중요하다.

특히, 인공지능, 블록체인 등 새로운 ICT 기술은 장기간에 걸쳐 점진적으로 발전하는 점증적 혁신이 아니라 불연속적인 파괴적 혁신이기 때문이다. 이러한 기술변화는 기업에 새로운 기회를 제공함과 동시에, 생존을 위협하는 중요한 변화 동인으로 여겨진다. 따라서 기업들은 미래를 대비하여 이러한 ICT 신기술에 선제적 분석과 대비가 무엇보다 시급하다고 할 수 있다.

이에 IRS글로벌은 인공지능(AI), 빅데이터, 사물인터넷(IoT/IIoT), 블록체인/가상화폐, 사이버보안, 디지털트윈, 클라우드 컴퓨팅, 5G 등 제4차 산업혁명의 주요 ICT 신기술에 대해 연구개발 및 특허 동향을 텍스트마이닝 기법을 활용하여 분석하였다.

연구 및 특허 데이터를 분석하기 위해 Academic Knowledge API를 통해 연구를 수집하고, Patent View에서 제공하는 API를 통해 특허정보를 수집하였다. 분석방법으로는 연도별 연구 동향, 인용 상위 연구, 국가별 특허출원 동향, 기업별 특허출원 동향 등 다양한 측면의 분석을 수행하였다.

또한, 더 나아가 텍스트마이닝 기법을 활용하여 주요 단어 및 네트워크 분석, 주요 토픽 분석 등을 수록하였다. 이러한 분석을 통해 단순한 성장률 분석에서 더 나아가 각 기술의 중요한 연구 주제가 무엇인지 제시하고자 하였다.

뿐만 아니라, ICT 기술별 시장동향과 최근이슈에 대해서도 글로벌하게 조망하고, 다양한 정보를 수록하여 관련 산업에 대한 전반적인 이해를 돕고자 하였다.

본 보고서가 제4차 산업혁명 ICT 신기술의 연구 및 특허 동향 파악의 참고 자료로 활용되어, 관련 기관 및 기업들의 사업 및 연구개발 기획에 도움이 되길 바랍니다.

Ⅰ. 인공지능(AI) 연구개발 및 특허 동향 분석

1. AI 개요 및 기술 진화

  1) AI 기술 개요

    (1) AI 개요

    (2) AI 역사

  2) 인지 지능을 기반으로 한 AI 등장

    (1) AI의 지능 개요

    (2) 인지지능(Cognitive Intelligence)으로 진화하는 인공지능

  3) AI 진화 단계

    (1) 단순 제어 프로그램(1단계)

    (2) 고전적인 인공지능(2단계)

    (3) 기계학습을 통한 인공지능(3단계)

    (4) 딥러닝을 이용한 인공지능(4단계)

2. AI의 주요 기술개발 동향

  1) 빅데이터 생태계

  2) 자연어 처리(NLP)

    (1) 구글 BERT

    (2) OpenAI의 GPT-3

  3) 전이 학습(transfer learning)

    (1) 개요

    (2) 딥러닝 및 머신러닝 기반 전이 학습

    (3) 전이 학습 알고리즘

3. AI 시장 동향과 전망

  1) AI 시장 규모와 참여업체 동향

    (1) 글로벌 시장 규모 및 동향

    (2) 중국의 시장규모 및 투자 현황

    (3) 국내 시장 규모 및 동향

  2) 미래 AI의 발전 단계

4. 머신러닝ㆍ딥러닝 연구개발 동향 분석

  1) 머신러닝

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 연구 동향

    (3) 인용 상위 연구

    (4) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (5) 주제 분석

    (6) 연구 주제별 평균 인용 수

  2) 딥러닝 연구동향

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 연구 동향

    (3) 인용 상위 연구

    (4) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (5) 주제 분석

    (6) 연구 주제별 평균 인용 수

5. 머신러닝ㆍ딥러닝 특허 동향 분석

  1) 머신러닝

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 특허 동향

    (3) 국가별 출원 동향

    (4) 기업별 출원 동향

    (5) 인용 상위 특허

    (6) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (7) 주제 분석

    (8) 평균 인용 수

  2) 딥러닝

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 특허 동향

    (3) 국가별 출원 동향

    (4) 기업별 출원 동향

    (5) 인용 상위 특허

    (6) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (7) 주제 분석

    (8) 평균 인용 수

Ⅱ. 빅데이터ㆍ데이터센터 연구개발 및 특허 동향 분석

1. 빅데이터(BigData) 개요 및 공공데이터 개방 현황

  1) 개요

    (1) 개념

    (2) 특징

    (3) 필요성

    (4) 유형과 분류

    (5) 핵심 기술

    (6) 빅데이터 플랫폼

  2) 주요국별 공공데이터 개방 현황

    (1) 미국

    (2) 프랑스

    (3) 이탈리아

    (4) 기타 국가

    (5) 국내

2. 빅데이터 시장 동향과 전망

  1) 빅데이터 생태계 동향

  2) 글로벌 시장 동향과 전망

    (1) 빅데이터 및 데이터 엔지니어링 서비스 시장

    (2) 빅데이터 분석 시장

    (3) 빅데이터 플랫폼 시장

    (4) 데이터 기업 수

  3) 중국의 정책 및 투자 현황

    (1) 빅데이터 관련 정책 및 투자 현황

    (2) 빅데이터 청서

  4) 국내 시장 동향과 전망

    (1) 데이터산업 시장 규모

    (2) 데이터산업 세부 시장 규모

    (3) 데이터직무 인력 현황

    (4) 의료 데이터 시장 활성화 전망

3. 빅데이터ㆍ데이터센터 연구개발 동향 분석

  1) 빅데이터 연구동향

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 연구 동향

    (3) 인용 상위 연구

    (4) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (5) 주제 분석

    (6) 연구 주제별 평균 인용 수

  2) 데이터 센터 연구동향

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 연구 동향

    (3) 인용 상위 연구

    (4) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (5) 주제 분석

    (6) 연구 주제별 평균 인용 수

4. 빅데이터ㆍ데이터센터 특허 동향 분석

  1) 빅데이터

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 특허 동향

    (3) 국가별 출원 동향

    (4) 기업별 출원 동향

    (5) 인용 상위 특허

    (6) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (7) 주제 분석

    (8) 평균 인용 수

  2) 데이터 센터

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 특허 동향

    (3) 국가별 출원 동향

    (4) 기업별 출원 동향

    (5) 인용 상위 특허

    (6) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (7) 주제 분석

    (8) 평균 인용 수

Ⅲ. IoT(사물인터넷)ㆍIIoT 연구개발 및 특허 동향 분석

1. IoTㆍIIoT 개요

  1) 개요

    (1) 개념

    (2) 구성요소

    3) 사물인터넷 핵심 기술

  2) 구성요소별 기술개발 방향

    (1) 요소기술 개발 방향

    (2) 지능형 사물인터넷

    (3) IoT기반 ICBM 융합 비즈니스 생태계

  3) IoT 관련 주목기술, 시장 동향

    (1) 소물인터넷(IoS) 기술과 시장

    (2) IoT와 사이버물리시스템(CPS), 디지털 트윈

2. IoT 분야별 시장 동향과 전망

  1) 국내외 IoT 시장 전망

  2) 글로벌 네트워크 시장

    (1) 고정ㆍ이동통신 서비스 시장

    (2) 고정 네트워크 기기 시장

    (3) 이동형 네트워크 기기 시장

    (4) LPWA 모듈

  3) 글로벌 디바이스 시장

    (1) 스마트폰ㆍ태블릿PC

    (2) 웨어러블

    (3) 서비스 로봇ㆍ드론

    (4) AI 스피커

    (5) ARㆍVR

3. IIoT(산업용 사물인터넷) 시장 동향과 전망

  1) IIoT 기술 개요

    (1) 개요

    (2) 기술 구성

    (3) 스마트공장에서의 IIoT 역할

    (4) 농업용 IIoT

  2) IIoT 시장 동향과 전망

    (1) IIoT 시장 규모 전망

    (2) IIoT 가치 사슬

    (3) 향후 주요 과제

4. IoTㆍIIoT 연구개발 동향 분석

  1) IoT(사물인터넷)

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 연구 동향

    (3) 인용 상위 연구

    (4) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (5) 주제 분석

    (6) 연구 주제별 평균 인용 수

  2) IIoT(산업용 사물인터넷)

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 연구 동향

    (3) 인용 상위 연구

    (4) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (5) 주제 분석

    (6) 연구 주제별 평균 인용 수

5. IoT(사물인터넷) 특허 동향 분석

  1) IoT(사물인터넷)

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 특허 동향

    (3) 국가별 출원 동향

    (4) 기업별 출원 동향

    (5) 인용 상위 특허

    (6) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (7) 주제 분석

    (8) 평균 인용 수

  2) IIoT(산업용 사물인터넷)

    (1) SOCIAL MEDIA AND INDUSTRIAL INTERNET OF THINGS

    (2) GATEWAY CONFIGURATIONS IN INDUSTRIAL INTERNET OF THINGS

    (3) PREDICTIVE SYSTEM FOR INDUSTRIAL INTERNET OF THINGS

    (4) SECURE REMOTE CONNECTIONS IN INDUSTRIAL INTERNET OF THINGS

    (5) UNLICENSED SPECTRUM COVERAGE ENHANCEMENT FOR INDUSTRIAL INTERNET  THINGS

    (6) METHODS AND SYSTEMS FOR THE INDUSTRIAL INTERNET OF THINGS

    (7) MONITORING AND PREDICTION APPARATUS, SYSTEM AND METHOD FOR INDUSTR INTERNET OF THINGS APPARATUS

Ⅳ. 블록체인ㆍ가상화폐 연구개발 및 특허 동향 분석

1. 블록체인ㆍ가상화폐 개요

  1) 개념 및 특징

    (1) 개념 및 정의

    (2) 특징

    (3) 데이터베이스와의 차이

    (4) 가상화폐와의 관계

  2) 종류

    (1) 퍼블릭 블록체인

    (2) 프라이빗 블록체인

    (3) 컨소시엄 블록체인

  3) 핵심 구조

    (1) P2P(Peer to Peer) 방식

    (2) 해시함수에 의한 암호화

    (3) 탈중앙화 시스템

    (4) 중앙집권형과 탈중앙화 시스템의 차이

  4) 서플라이체인에서의 블록체인 기능

    (1) 블록체인으로 관리하는 주요 정보

    (2) 활용하는 블록체인 기능

    (3) 블록체인 활용시 유의점

    (4) 유사한 응용 사례

    (5) 산업 구조에 대한 임팩트 및 가능성

  5) 가상화폐와 블록체인

    (1) 비트코인과 블록체인

    (2) 비트코인 구성 기술

    (3) 가상화폐의 통화성

    (4) 비트코인 블록체인의 과제

2. 블록체인ㆍ가상화폐 기술의 시장 동향과 전망

  1) 글로벌 블록체인 시장 동향과 전망

    (1) 글로벌 시장규모 전망

    (2) 국가별 투자 규모

    (3) 산업 분야별 전망

    (4) 중국의 블록체인 굴기 가속

  2) 국내 블록체인 시장 동향과 전망

    (1) 국내 시장규모 전망

    (2) 산업 생태계 동향

    (3) 블록체인 정책 추진 동향

  3) 가상화폐 시장 및 이슈

    (1) 시가총액 규모

    (2) 최근 주요 이슈

3. 블록체인ㆍ가상화폐 연구개발 동향 분석

  1) 블록체인(Block Chain)

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 연구 동향

    (3) 인용 상위 연구

    (4) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (5) 주제 분석

    (6) 연구 주제별 평균 인용 수

  2) 가상화폐 연구동향

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 연구 동향

    (3) 인용 상위 연구

    (4) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (5) 주제 분석

    (6) 연구 주제별 평균 인용 수

4. 블록체인ㆍ가상화폐 특허 동향 분석

  1) 블록체인(Block Chain)

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 특허 동향

    (3) 국가별 출원 동향

    (4) 기업별 출원 동향

    (5) 인용 상위 특허

    (6) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (7) 주제 분석

    (8) 평균 인용 수

  2) 가상화폐

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 특허 동향

    (3) 국가별 출원 동향

    (4) 기업별 출원 동향 

    (5) 인용 상위 특허

    (6) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (7) 주제 분석

    (8) 평균 인용 수

Ⅴ. 사이버 보안 연구개발 및 특허 동향 분석

1. 차세대 보안 개요

  1) 개념 및 범위

    (1) 개념 및 정의

    (2) 기술 분류

  2) 보안기술 개발동향과 전망

    (1) 정보보안기술 개발 동향

    (2) 물리보안기술 개발 동향

    (3) 융합보안 기술 개발 동향

2. 사이버 보안 시장 동향과 전망

  1) 차세대 보안 시장 동향과 전망

    (1) 해외 보안시장 동향

    (2) 국내 보안 기술 수준

    (3) 핵심 보안 이슈와 발전전망

    (4) 국내외 보안 시장규모 전망

  2) 주요국 정책 추진 동향

    (1) 미국

    (2) 일본

    (3) 유럽

    (4) 중국

3. 사이버 보안 연구개발 및 특허 동향 분석

  1) 사이버 보안 연구개발 동향

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 연구 동향

    (3) 인용 상위 연구

    (4) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (5) 주제 분석

    (6) 연구 주제별 평균 인용 수

  2) 사이버보안 특허 동향

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 특허 동향

    (3) 국가별 출원 동향

    (4) 기업별 출원 동향

    (5) 인용 상위 특허

    (6) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (7) 주제 분석

    (8) 평균 인용 수

Ⅵ. 디지털 트윈 연구개발 및 특허 동향 분석

1. 디지털 트윈(Digital Twin) 개요

  1) 개념과 정의

  2) 등장 배경

  3) 주요국 추진 현황

  4) 주요 기업의 디지털 트윈 관련 솔루션 현황

2. 디지털 트윈(Digital Twin) 시장 동향과 전망

  1) 시장 규모

  2) 제조업에서의 주요 사례

3. 디지털 트윈(Digital Twin) 연구개발 및 특허 동향 분석

  1) 디지털 트윈 연구개발 동향

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 연구 동향

    (3) 인용 상위 연구

    (4) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (5) 주제 분석

    (6) 연구 주제별 평균 인용 수

  2) 디지털 트윈 특허 동향

    (1) INTERACTIVE DIGITAL TWIN

    (2) Surgery Digital Twin

    (3) CONTEXTUAL DIGITAL TWIN

    (4) DIGITAL TWIN UPDATING

    (5) DIGITAL TWIN GRAPH

    (6) DIGITAL TWIN MATURATION TRACKING

    (7) CONTEXTUAL DIGITAL TWIN RUNTIME ENVIRONMENT

Ⅶ. 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 연구개발 및 특허 동향 분석

1. 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 개요

  1) 정의와 등장 배경

  2) 장점 및 특징

  3) 분류 및 적용분야, 핵심 기술

    (1) 분류

    (2) 적용 분야

    (3) 핵심 기술

  4) ICT 기술과의 연계

    (1) 클라우드 컴퓨팅 기반의 블록체인 서비스

    (2) 클라우드 컴퓨팅 기반의 머신러닝 기술 서비스

    (3) 팜 클라우드 서비스

    (4) 클라우드 컴퓨팅 기반의 자율 주행 서비스

    (5) 클라우드 컴퓨팅 기반의 빅데이터 분석 서비스

2. 클라우드산업 시장 전망

  1) 국내외 시장 동향과 전망

    (1) 세계 시장 동향과 전망

    (2) 국내 시장 동향과 전망

    (3) 연도별 주요 현황 및 이슈

  2) 클라우드용 데이터 센터 동향과 전망

    (1) 개념과 특징

    (2) 글로벌 데이터센터 시장 규모와 전망

    (3) 국내외 대형 데이터센터 구축 동향

  3) 5大 클라우드 분야 전망

    (1) 엣지 활용 확대

    (2) 자동화 도구가 각광

    (3) 보안 관제 센터가 확산

    (4) 클라우드 도입률 증가

    (5) 쿠버네티스 활용 확대

3. 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 연구개발 및 특허 동향 분석

1) 클라우드 컴퓨팅 연구개발 동향

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 연구 동향

    (3) 인용 상위 연구

    (4) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (5) 주제 분석

    (6) 연구 주제별 평균 인용 수

2) 클라우드 컴퓨팅 특허 동향

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 특허 동향

    (3) 국가별 출원 동향

    (4) 기업별 출원 동향

    (5) 인용 상위 특허

    (6) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (7) 주제 분석

    (8) 평균 인용 수

Ⅷ. 5G 연구개발 및 특허 동향 분석

1. 5G 개요

  1) 개념

  2) 주요 핵심기술별 정의

    (1) 5G 무선전송 용량증대 기술

    (2) 이동 네트워크 기술

    (3) 저지연ㆍ고신뢰 기술 및 다수 디바이스 수용 기술

    (4) 5G 소형셀 기술

    (5) 모바일 홀로그램 및 초다시점 서비스 플랫폼 기술

2. 5G 국내외 생태계 및 시장 현황

  1) 5G 생태계 부문별 현황

    (1) 5G 서비스

    (2) 5G 장비

    (3) 5G 단말

    (4) 5G 융합서비스

  2) 해외 국가별 5G 융합서비스 현황

    (1) 미국

    (2) 유럽

    (3) 중국

    (4) 일본

  3) 유럽 5G 세부현황 분석

    (1) 유럽 5G 분야별 현황

    (2) 주요 국가별 현황

3. 국내외 5G 융합서비스 현황

  1) 상용화 현황

  2) 5G 가입자 수

  3) 5대 핵심서비스 분야별 현황

    (1) 실감콘텐츠

    (2) 디지털 헬스케어

    (3) 스마트공장

    (4) 자율주행차

    (5) 스마트시티

4. 5G 연구개발 및 특허 동향 분석

  1) 5G 연구개발 동향

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 연구 동향

    (3) 인용 상위 연구

    (4) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (5) 주제 분석

    (6) 연구 주제별 평균 인용 수

  2) 5G 특허 동향

    (1) 분석절차

    (2) 연도별 특허 동향

    (3) 인용 상위 특허

    (4) 국가별 출원 동향

    (5) 기업별 출원 동향

    (6) 주요 단어 및 네트워크 분석

    (7) 주제 분석

    (8) 평균 인용 수