반도체 관련 연구 분야의 글로벌 연구 분야. 글로벌 반도체 기술 패권 경쟁 심화.
CHAPTER
반도체 기술과 같이 다학제적이고 광범위한 기술 분야의 경우 분석 대상을 설정하는 과정에 적용된다. 반도체 관련 연구 분야 분석 대상 설정
데이터 분석의 첫 번째 단계인 분석 목표를 설정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 먼저, 클래리베이트의 학술 논문 문헌 데이터베이스인 Web of Science3)의 키워드 검색을 기반으로 반도체 분야에 대한 분석 대상을 설정하였다.
분석에서 매우 중요한 예비 작업
과학기술 분야의 범위를 정의하는 것은 서지자료 분석에 있어서 매우 중요한 준비작업이다. 다만, 반도체와 같은 광범위한 관련 기술에 대한 모든 검색을 다루기에는 키워드 검색이 부족하다는 판단하에 반도체 및 그 응용에서부터 분류 분야에 이르는 광범위한 검색을 주제로 설정하였다. 분석의. .
선택한 접근 방식에 따라 분석 결과가 크게 달라질 수 있습니다. Web of Science에서 제공하는 모든 분야의 반도체 분야를 대표하는 것으로 이해할 수 있는 특장점.
분석대상 설정
2010- 반도체 연구의 일반적인 동향을 파악하기 위해 Web of Science Core Collection에서 발췌. 본 연구에서는 WoS(Leiden Web of Science) 논문 데이터 클러스터링 알고리즘을 기반으로 개별 문헌 단위 분류 체계인 Citation Topics를 이용하여 반도체 관련 연구 분야를 수립하고 분석한다.
기존 Web of Science에서 제공하는 분류체계인 Web of Science Category, Subject Category 등은 저널에 부여된 분류이며, 해당 저널에 속한 모든 문서를 동일한 분류로 지정하여 개별 문서의 특성을 충분히 반영하지 못함 . 이는 공개된 모든 WoS 논문의 reference set에 대한 Web of Science Category 분류를 추출한 후 각 인용 주제에 대한 분류 및 중첩 벡터의 유사도를 기반으로 VOSviewer로 매핑 및 클러스터링한 결과입니다.
개별 문헌의 특성을 반영한 분류
클래리베이트의 학술 문헌 데이터베이스인 Web of Science(WoS)는 주요 분류 체계로 Web of Science Category와 Subject Category를 제공하며, 2021년 현재 네덜란드 Leiden University의 CWTS의 인용 관계 클러스터링 알고리즘을 기반으로 합니다. Citation Topics4)에 의해 개발된 새로운 분류 체계
큰(매크로) 중간(meso) 작은(마이크로) 클러스터. 반도체 관련 연구 분야로 선정된 100개의 인용 주제에 대해 클러스터링 및 매핑을 수행하였다.
100개의 인용주제 클러스터링 및 매핑
반도체 관련 연구 분야의 글로벌 연구지형
지속적 성장
반도체 관련 연구 분야 학술논문의 시계열 분석
그 결과 저항성 스위칭, 무기 및 핵화학, 전기-수확 및 방전, 페로브스카이트 태양전지가 인용한 주제의 연평균 복합성장률(CAGR)이 20% 이상으로 엄청난 성장세를 보이고 있다. 논문의 크기를 보면 전기화학, 광촉매, 나노입자. 나노입자), 2D소재 등 반도체 관련 연구 분야 중 핵심 신흥 연구 주제로 부각
중국 CAGR 14.19%로 급속한
meso 단위 인용 주제 연도당 논문 수 및 CAGR. 메소 단위 인용 주제의 연간 논문 수.
중국, 논문 수
논문 수에 따른 정량적 지표 외에 백분위 기반 인용 영향 지수(Excellence Score)를 수준 분석의 정성적 지표로 활용하여 반도체 관련 연구 분야에 대한 국가별 분석을 수행한다. 인용 기반 지수는 연구의 절대적인 수준을 나타내는 것이 아니라 기관이나 국가만을 나타냅니다.
3기에 미국 추월하여 1위 차지
백분위수 기반의 인용영향력 지수로 국가별 연구 수준 분석
각 국가의 분야별 연구집중도는 글로벌 평균 대비 활동지수로 표현되며, 지정된 10% 우수지수와 동시에 비교 분석된다. 활동지수는 시기별로 산정한 것으로 국가별 해당 분야의 연구 집중도를 전체 논문 수와 해당 분야의 논문 수와 비교할 수 있는 지표로 1은 전체 평균을 의미한다.
연구 생산성 및 영향력 결합 분석
개별 국가의 위상과 주요 국가의 반도체 관련 연구 분야의 기술 수준을 분석하기 위해 생산성과 영향력 측면을 종합적으로 살펴보았다.
주요국의 반도체 관련 연구 분야 집중도 및 영향력 결합 분석
조합 분석 그래프의 1사분면에 위치한 인용 주제 수.
중국의 반도체 관련 기술 수준 분야별 비교
또한 「(C5)반도체광소자」클러스터에서 실리콘 포토닉스와 메타물질을 주제로 활발한 연구가 진행되어 우수한 성과를 보이고 있다.
미국의 반도체 관련 기술 수준 분야별 비교
일본의 경우 폴리아세틸렌, 유기전도체 등 전도성 고분자에 대한 연구가 집중적으로 이뤄지고 있어 그 우수성이 높은 것으로 나타났다. 그리고 4교시에는 우수기준을 초과하는 과목이 늘어난다.
일본, 전도성고분자 연구에 강점
일본의 반도체 관련 기술 수준 분야별 비교
한편, 자기조립단분자막, 유기태양전지, 실리콘태양전지 등 태양전지 관련 주제에 대한 연구활동이 활발하다.
독일, 반도체 물성 연구에 강점, 태양전지
독일의 반도체 관련 기술 수준 분야별 비교
4기 1사분면에 인용된 10개 주제는 탄소나노튜브, 그래핀, 페로브스카이트 태양전지, 양자점, 플렉시블 전자회로, 정전기 방전, 저항 스위칭, CIGS, 박막트랜지스터, 산화아연이다.
한국, 디스플레이 응용 주제에 집중
대한민국의 반도체 관련 기술 수준 분야별 비교
인도는 다강체, 아날로그 회로 및 저주파 노이즈 주제에 높은 집중도와 영향력을 보여줍니다.
인도, 반도체 설계·제작
인도의 반도체 관련 기술 수준 분야별 비교
프랑스의 경우 「(C3) 고효율·저전력 반도체 재료」와 「(C4) 반도체 특성」이 1사분면에 분포하여 우수한 연구집중력과 영향력을 보이며, 「(C1) 유기반도체 재료」 and applications" 그룹화는 유기 전도체 및 흑연 인터칼레이션 화합물의 주제에서 높은 활동과 영향력을 가지고 있습니다.
프랑스, 반도체 물성 주제에서 강점
프랑스의 반도체 관련 기술 수준 분야별 비교
영국의 경우 1사분면에 모든 영역이 고르게 분포되어 있으며 클러스터 「(C5) Semiconductor Optical Device」의 광결정 섬유 주제에 대한 연구 활동 및 영향력이 우수합니다.
영국, 전반적으로 우수, 반도체
영국의 반도체 관련 기술 수준 분야별 비교
반면에 활동지수가 1을 넘는 연구주제는 많지만 전체적인 영향력은 낮다.
러시아의 반도체 관련 기술 수준 분야별 비교
대만, 반도체 설계 및 제작에서 강점
대만의 반도체 관련 기술 수준 분야별 비교
미·중
미·중 경쟁 상황 분석의 필요성
나노입자, 유기반도체, 광촉매 주제에서 중국이
메소(Meso) 단위에서의 Top 10% 엑셀런스 지수 비교
중국과 미국의 차이는 여전히 일정하다. 상위 1% 우수지수 비교에서는 유기반도체, 나노입자, 광촉매, 응용물리학, 전기-솔더링 및 접합 분야에서 최근 중국이 미국을 추월한 것으로 보인다.
메소(Meso) 단위에서의 Top 1% 엑셀런스 지수 비교
마이크로(micro) 단위에서의 Top 10% 엑셀런스 지수 비교
마이크로(micro) 단위에서의 Top 1% 엑셀런스 지수 비교
기간에 따른 변화를 살펴보면 논문 수에 비해 중국이 미국을 압도하는 인용 주제 수가 1기에서 4기로 갈수록 증가하는 것을 알 수 있다. 중국은 양적 측면에서 광범위한 연구 성과를 달성했습니다.
중국, 양적 측면에서 대규모 연구 성과 창출
반도체 관련 연구 분야의 미·중 경쟁 지형도
반도체 관련 연구의 글로벌 선점 경쟁이 치열해짐에 따라 국제 협력의 필요성이 커지고 있습니다. 글로벌 협업 맵은 반도체 관련 연구 분야의 공유 연구 논문 수를 기반으로 도출됐다.
글로벌 패권 경쟁이 심화되면서
본 장에서는 미국과 중국을 중심으로 주요국 간 글로벌 협력 현황을 양자협력의 관점에서 살펴본다.
국제 협력에 대한 필요성 더욱 증가
중국의 국제 협력 파트너가 급속도로 증가하고 있습니다.
중국의 국제협력 대상국 수 급속도로
중국을 중요한 협력 파트너로 둔 국가들의 현황. 미국을 중요한 협력 파트너로 둔 국가들의 현황.
미국과의 협력은 대부분의 국가에서 유지되거나 축소되고 있지만 미국은 분석된 모든 주요 국가에서 상위 5개 파트너 국가에 속합니다. 한국을 중요한 파트너 국가로 두고 있는 나라는 인도, 미국, 일본이다.
대부분의 국가에서 중국과의 협력 증가
전체 기간 논문수 기준 상위 10개국의 국가별 국제협력 논문 중 양자협력 논문의 비율을 산출하여 국가별 가장 중요한 협력국을 도출하였다.
중국, 미국과 협력 가장 많으나,
중국의 양자 협력 관계
미국, 중국과의 협력 급속도로 증가
미국의 양자 협력 관계
일본의 양자 협력 문서의 연간 비율 변화.
일본, 중국과 협력 증가,
미국과의 협력 감소
일본의 양자 협력 관계
최근 중국과의 협력률이 미국과의 협력률을 넘어섰다. 독일, 중국, 최근에는 미국과의 협력을 강화했습니다.
독일, 중국과의 협력 증가, 최근에 미국과의
독일의 양자 협력 관계
시간 경과에 따른 대한민국의 양자협력문서 비중 변화. 대한민국 양자협력문서 비율의 연도별 추이.
한국, 미국과의 협력이 가장 크나,
대한민국의 양자 협력 관계
인도, 한국과의 협력 증가
인도의 양자 협력 관계
시간 경과에 따른 프랑스의 양자간 협력논문 비율 변화. 프랑스의 양자 협력 문서 비율의 전년 대비 변화.
프랑스, 미국, 독일과 주로 협력
프랑스의 양자 협력 관계
미국과의 협력은 쇠퇴하고 있으며 2014년 현재 중국과의 협력률은 미국과의 협력률을 넘어섰다. 영국의 양자 간 협력 문서 비율의 전년 대비 변화.
영국, 중국과의 협력 가파른 증가
영국의 양자 협력 관계
러시아에서 양자 협력 항목의 점유율에 대한 전년 대비 변화.
러시아, 중국과의 협력 증가
러시아의 양자 협력 관계
대만, 중국과의 협력이 증가하였으나,
대만의 양자 협력 관계
반도체 기초 연구의 기술 우위를 놓고 미국과 중국이 벌이는 경쟁에서 중국은 눈부신 양적 성장을 이뤘고 질적으로는 미국을 따라잡는 모습이다. 중국에서는 1사분면에 인용되는 주제가 점차 늘어나고 있는데, 주로 「유기반도체 재료 및 응용」 주제를 중심으로 연구성과를 창출하는 것으로 보인다.
영국, 독일, 프랑스와 같은 전통적인 기초과학 강국은 1사분면에 20~40개의 인용된 주제를 가지고 있으며, 반도체 연구에서 뛰어난 연구 결과를 가지고 있습니다. 한국은 규모와 연구 수준에서 성장하고 있지만 질적 성장은 양적 성장보다 더디다.
본 연구에서는 Web of Science 학술논문 데이터베이스의 인용 주제를 이용하여 반도체 산업을 둘러싼 기초 연구 분야를 분석하여 글로벌 기술 패권 경쟁의 현황을 분석하였다. 세계 각국도 글로벌 기술 선점 경쟁에 대응해 연구 경쟁력 확보를 위한 글로벌 협력을 확대·강화하고 있다.
한국, 반도체 분야 경쟁력 확보를 위해서는
한편, 글로벌 기술 패권 경쟁에서는 기술 경쟁뿐만 아니라 협력 경쟁도 가속화되고 있다. 반도체 분야에서 대한민국의 경쟁력을 확보합니다.
글로벌 기술패권 경쟁에 대응하여
우리나라의 경우 반도체 분야의 중장기 경쟁력 확보를 위해 국가 차원의 연구분야 포트폴리오 점검 및 조정이 필요함을 시사한다. 그러나 무엇보다 급변하는 글로벌 기술 패권 경쟁에서 한국이 반도체 기술 경쟁력을 갖기 위해서는 제조업뿐 아니라 기초 자원 분야에 대한 전략적이고 과감한 투자를 통한 돌파구 마련이 시급하다.
기초원천 분야에 전략적이고 과감한
미·중 기술패권 경쟁과 시사점, 대외경제정책연구원. 미·중 반도체 패권 경쟁과 글로벌 공급망 재편, 대외경제정책연구원.
KISTI DATA INSIGHT를 발간하며
본 『KISTI DATA INSIGHT』의 내용은 KISTI의 공식 견해가 아닌 저자의 견해이며, 내용 인용 시 출처를 밝혀주시기 바랍니다.
KISTI
DATA INSIGHT 제 25 호
