특허 분석

Patent Analysis

특허 문서의 metadata (출원·등록·인용·청구항·IPC 분류·갱신·이전) 를 정량 자료로 활용해 기술 변화·지식 흐름·기업 역량·국가 혁신 시스템을 측정하는 분석 방법군. 특허는 (i) 행정적 의무로 공개되는 표준화된 기록이고, (ii) 시·공간 패널 구조를 가지며, (iii) citation 으로 지식 spillover 의 자취가 남는다는 점에서 혁신 연구의 대표적 간접 지표 역할을 한다. 강진아 · 황준석 · 이정동 라인의 다수 논문이 patent data 를 기반으로 진화·확산·생산성·정책 효과를 추정한다.

유형: bibliometric, 패널 데이터 분석, network analysis 와 결합 가능
핵심 가정: 특허는 발명 활동의 부분적 그러나 시스템적 신호 (관측 selection 존재), citation 은 지식 흐름의 noisy proxy, IPC 분류는 기술 영역의 표준화된 mapping
주요 변형: 특허 인용 수, 특허 갱신 (Pakes-Schankerman 류 가치 추정), 특허 scope (claim 수), 특허 라이센싱, 국제 특허 분류 (IPC) 기반 기술 거리, 특허 phylogenetic tree

개요

특허 데이터의 본격적 분석은 Schmookler (1966) 의 Invention and Economic Growth 가 출발점이지만, 현대 patent analysis 의 표준은 Trajtenberg (1990) 의 citation-weighted patent count, Pakes-Schankerman (1984) 의 갱신 (renewal) 기반 가치 추정, Jaffe (1986, 1989) 의 기술 근접성 (technological proximity) 지표가 정립했다. Hall-Jaffe-Trajtenberg (2001) 의 NBER patent citation database 가 출판된 이후 미국 USPTO·유럽 EPO·한국 KIPRIS 의 raw 데이터에 표준화된 indicator 를 얹는 작업이 산업·기업·국가 단위 혁신 측정의 표준이 됐다. 2000 년대 들어 IPC 분류 기반의 기술 거리·유사도 지표 (Jaffe-cosine, Mahalanobis distance), citation network 의 community detection, sequence-based patent phylogenetic tree 가 추가되면서 patent analysis 는 단순 count 에서 기술 진화·기술 융합 의 정량 분석 도구로 진화했다. 한계도 분명하다 — 모든 발명이 특허로 출원되지 않고 (industry effect), 산업별 propensity 가 다르며 (특히 chemistry 와 electrical-electronics 의 propensity gap), 한국의 경우 1990 년대 이전 자료가 sparse 하다.

핵심 식·정의

기본적인 정량 지표는 다음과 같이 정의된다. 특허 $p$ 의 citation-weighted innovation impact 는 forward citation 수로 측정한다.

\text{Impact}_p = \sum_{q : q \to p} 1, \quad \text{Quality}_p = \text{Impact}_p \cdot e^{-\delta (t_p - t_0)}

기술 $i, j$ 사이의 Jaffe 기술 거리 는 IPC class 별 특허 분포 벡터 $f_i, f_j$ 사이의 cosine 거리로 측정한다.

d_{ij} = 1 - \frac{f_i \cdot f_j}{\|f_i\| \cdot \|f_j\|}

기업 $f$ 의 지식 축적 은 시간을 거슬러 누적된 특허 stock (depreciation rate $\delta$ 로 할인) 으로 정의된다.

K_{ft} = \sum_{s \le t} P_{fs} (1-\delta)^{t-s}

여기서 $P_{fs}$ 는 $s$ 년에 출원한 특허 수, $\delta$ 는 보통 15% 의 지식 감가율이다. 갱신 (renewal) 기반 가치 추정 (Pakes-Schankerman 류) 은 특허권자가 매년 갱신료를 낼지 말지 결정하는 optimal stopping problem 으로 모형화해 특허의 경제적 가치 분포 를 식별한다.

TEMEP 라인

강진아 라인의 기술 진화·catching-up 연구가 patent analysis 의 중심이다. author page 가 명시하듯 patent citation network 와 IPC-based 기술 거리는 그 라인의 핵심 도구다. Effects of knowledge accumulation strategies through experience and experimentation on firm growth 가 기업 지식 축적의 patent stock 정의를, Dynamic relationship between technological knowledge and products: diversification strategy for firm growth 가 IPC 코드 기반 분석의 정교화를 보여준다. Exaptation: unveiling the potential for technological innovation 의 exaptation, Evolutionary mechanism for diversity dynamics in technology using a phylogenetic tree approach: directional suggestions for photovoltaic technology 의 photovoltaic 기술 phylogenetic tree 는 patent analysis 를 기술 진화의 sequence 단위 까지 확장한 최근 작업이다.

황준석 라인은 patent 를 기술·산업 정책 효과의 측정 지표로 활용한다. A Study on Factors Affecting Patent Citation Counts and Patent Licensing in Chemistry Field · An Analysis of Citation Counts of ETRI-Invented US Patents · An in-depth empirical analysis of patent citation counts using zero-inflated count data model: The case of KIST 가 한국 R&D 정책의 특허 산출 효과를, Technology strategy for enhancing the public-to-private technology transfer: evidence from the duration of patent 이 기술 전략의 patent 성과 결정요인을 분석한다. Model for identifying firm's product innovation dynamics: applied to the case of the Korean mobile phone industry 의 Jaccard index 적용은 스마트폰 산업의 기술 융합 분석이다. method 변형 단의 특허 인용 수 · 특허 duration · 특허 갱신 · 특허 scope (claim 수) · 특허 라이센싱 · 국제 특허 분류 (IPC) · 화학 특허 · 화학 vs 전기/전자 산업 가 wiki 의 patent-method 클러스터를 구성한다.

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