인공지능(AI) 기술의 급속한 발전과 함께 데이터센터의 열 관리 문제가 중요한 과제로 대두되고 있습니다. 최근 엔비디아가 액침냉각 관련 연구개발(R&D) 엔지니어를 채용하기 시작했다는 소식이 업계의 주목을 받고 있습니다. 이는 AI 시대에 직면한 열 발생 문제에 대응하기 위한 전략적 움직임으로 해석됩니다. 액침냉각 기술은 반도체나 서버 시스템을 특수한 냉각제에 담가 열을 효과적으로 식히는 혁신적인 방식으로, 기존의 공랭식 냉각 방식에 비해 40~50%가량의 전력 사용량 절감 효과를 가져올 수 있는 것으로 알려져 있습니다 (#전자신문).

액침냉각 기술은 단순히 열 관리의 효율성을 넘어서, AI 및 고성능 컴퓨팅 시스템의 성능 향상과 지속 가능한 운영을 위한 핵심 요소로 부상하고 있습니다. 엔비디아는 차세대 그래픽처리장치(GPU)와 기업용 AI 컴퓨팅 시스템 'DGX'를 위한 액침냉각 설계에 주력하고 있으며, 이는 향후 AI 하드웨어의 발전 방향을 가늠할 수 있는 중요한 지표가 될 것입니다. 국내외 주요 기업들도 GRC, 데이터빈 등과 함께 액침냉각 기술 검증을 진행하고 있어, 이 기술이 데이터센터 및 AI 인프라 시장에서 차지하는 중요성이 더욱 커질 것으로 예상됩니다.

액침냉각 기술의 원리를 살펴보면, 이 기술은 전자 장비를 전기 절연성과 열 전도성이 우수한 특수 유체에 직접 담그는 방식을 사용합니다. 이 유체는 일반적으로 광물유, 합성유, 또는 엔지니어링된 유체를 사용하며, 장비에서 발생하는 열을 효과적으로 흡수하고 분산시킵니다. 액침냉각의 주요 장점으로는 높은 열 전달 효율, 균일한 온도 분포, 먼지와 산화로부터의 보호 등이 있습니다. 이러한 특성은 고밀도 컴퓨팅 환경에서 특히 중요하며, AI 칩과 같은 고성능 프로세서의 안정적인 작동을 가능하게 합니다.

세계 액침냉각 시장은 빠른 성장세를 보이고 있습니다. 미국 시장조사업체 베리파이드 마켓 리서치의 전망에 따르면, 2024년 약 3932억 원 규모였던 시장이 2031년에는 약 1조 9943억 원으로 성장할 것으로 예측되고 있습니다. 이는 연평균 22.5%의 높은 성장률을 의미하며, 액침냉각 기술이 AI와 데이터센터 산업의 핵심 인프라로 자리잡게 될 것임을 시사합니다. 이러한 시장 동향과 기술의 중요성을 고려할 때, 액침냉각 기술의 발전 양상과 관련 특허 동향을 면밀히 분석하는 것이 필수적입니다. 특허 데이터는 기술의 혁신 속도, 주요 플레이어들의 R&D 방향, 그리고 잠재적인 시장 기회를 파악하는 데 중요한 인사이트를 제공할 수 있습니다. 따라서 특허 데이터를 활용한 심층적인 기술 분석은 기업의 전략 수립과 연구 개발 방향 설정에 있어 필수적인 과정이 될 것입니다.

액침 냉각 기술의 특허 출원-공개 동향은 AI와 고성능 컴퓨팅 시장의 성장을 반영하고 있습니다. 2013년 이전부터 꾸준히 증가하던 특허 출원 수가 2020년을 기점으로 급격한 상승세를 보이고 있습니다. 특히 2021년 39건, 2022년 75건, 2023년 106건으로 연속적인 증가세는 이 분야의 기술 혁신이 가속화되고 있음을 시사합니다.

이러한 추세는 데이터 센터의 열 관리 문제가 더욱 중요해지고 있다는 점을 반영합니다. 최근 3년간의 특허 출원 증가율이 168.29%에 달한다는 점은 기업들이 이 기술을 미래 경쟁력의 핵심으로 인식하고 있음을 보여줍니다. 2024년 초반 38건의 출원 수치는 이 분야의 혁신이 지속될 것임을 예고하고 있습니다.

액침 냉각 기술 분야의 특허 거래 동향은 이 기술의 상업적 가치와 시장 잠재력을 반영합니다. 2013년 이전부터 꾸준히 거래가 이루어졌으나, 최근 들어 거래 건수가 급증하고 있습니다. 특히 2021년 10건, 2024년 초반 29건의 거래는 이 기술에 대한 기업들의 관심이 폭발적으로 증가하고 있음을 시사합니다.

이러한 거래 동향은 기업들이 액침 냉각 기술을 핵심 경쟁력으로 인식하고 있다는 점을 보여줍니다. 특허 거래의 급증은 기업들이 자체 개발뿐만 아니라 외부 기술 도입을 통해 빠르게 기술력을 확보하려는 전략을 취하고 있음을 의미합니다. 2024년 초반의 높은 거래 건수는 이 기술이 상용화 단계에 진입하고 있음을 시사하며, 향후 관련 제품과 서비스의 출시가 가속화될 것으로 예상됩니다.

액침 냉각 기술 분야의 주요 기업별 특허 출원-공개 동향은 시장 경쟁 구도와 기술 혁신의 주도권을 보여줍니다. Microsoft Technology Licensing, IBM, Baidu가 상위권을 차지하고 있는 것이 눈에 띕니다. Microsoft는 2015년 처음 진입한 이후 꾸준히 특허를 출원하여 2023년 21건으로 정점을 찍었습니다. 반면 IBM은 초기부터 꾸준히 특허를 출원했으나 최근 감소 추세를 보이고 있습니다.

특히 주목할 만한 점은 Baidu의 급격한 성장세입니다. 2021년부터 특허 출원을 시작해 2023년 22건으로 급증했습니다. 이는 중국 기업들이 AI 및 데이터 센터 기술에 공격적으로 투자하고 있음을 반영합니다. Modine, Inventec 등 전통적인 냉각 기술 기업들도 꾸준히 특허를 출원하고 있어, 다양한 산업 분야에서 이 기술의 중요성이 증대되고 있음을 알 수 있습니다.

특허의 심사관 피인용수는 해당 기술의 영향력과 혁신성을 나타내는 중요한 지표입니다. 이 분야에서 IBM이 282회로 가장 높은 피인용수를 기록하고 있어, 기술적 영향력이 가장 크다고 볼 수 있습니다. IBM의 피인용 추이를 보면 2019년 45회로 정점을 찍은 후 소폭 감소하는 추세이지만, 여전히 높은 수준을 유지하고 있습니다.

Microsoft Technology Licensing은 상대적으로 늦게 시장에 진입했음에도 불구하고 56회의 피인용수를 기록하며 빠르게 성장하고 있습니다. 특히 2023년 25회로 급증한 것은 주목할 만합니다. Dell과 EMC IP Holding도 각각 180회, 179회의 높은 피인용수를 보이고 있어, 이들 기업의 기술력이 시장에서 높이 평가받고 있음을 알 수 있습니다.

특허가 거절시킨 후행 특허수는 해당 기업의 기술적 우위와 시장 장악력을 보여주는 중요한 지표입니다. 이 분야에서 IBM이 106건으로 가장 많은 후행 특허를 거절시켰으며, Dell과 EMC IP Holding이 각각 79건과 78건으로 그 뒤를 잇고 있습니다. 이는 이들 기업이 핵심 기술을 선점하고 있음을 의미합니다.

특히 주목할 만한 점은 Microsoft Technology Licensing의 급격한 성장세입니다. 2019년부터 거절 건수가 발생하기 시작해 2023년에는 13건으로 증가했습니다. 이는 Microsoft가 후발주자임에도 불구하고 빠르게 기술적 우위를 확보해가고 있음을 시사합니다. Intel도 2023년 11건의 거절 건수를 기록하며 새롭게 부상하고 있어, 앞으로의 행보가 주목됩니다.

액침 냉각 분야의 급성장 키워드 동향은 기술 발전의 방향과 산업 트렌드를 반영합니다. 'Immersion cooling system'이 138건으로 가장 많이 언급되었으며, 특히 2022년과 2023년에 각각 37건, 41건으로 급증했습니다. 이는 액침 냉각 기술이 시스템 레벨에서 통합되고 있음을 시사합니다.

'Thermal management'와 'Thermal management system'도 각각 32건, 24건으로 높은 빈도를 보이고 있어, 열 관리의 중요성이 증대되고 있음을 알 수 있습니다. 'Pressure sensor', 'Temperature sensor', 'Liquid level sensor' 등의 키워드 증가는 액침 냉각 시스템의 정밀 제어와 모니터링이 중요해지고 있음을 나타냅니다. 'Phase immersion cooling system'의 증가는 2상 냉각 기술의 발전을 시사하며, 이는 냉각 효율을 더욱 높이는 방향으로 기술이 진화하고 있음을 보여줍니다.

액침냉각 기술은 AI와 고성능 컴퓨팅 시스템의 열 관리 문제를 해결하는 핵심 기술로 부상하고 있습니다. 이 기술은 데이터센터의 전력 사용량을 40~50% 절감할 수 있어, 지속 가능한 AI 인프라 구축에 필수적입니다. 특허 출원-공개 동향을 보면, 2020년부터 급격한 상승세를 보이며 2023년에는 106건의 최고치를 기록했습니다. 이는 업계가 액침냉각 기술을 미래 경쟁력의 핵심으로 인식하고 있음을 시사하며, 새로운 기회와 도전을 동시에 제시합니다.

특허 거래 동향은 이 기술의 상업적 가치와 시장 잠재력을 반영합니다. 2024년 초반 29건의 거래는 업계가 자체 개발뿐만 아니라 외부 기술 도입을 통해 빠르게 기술력을 확보하려는 전략을 취하고 있음을 보여줍니다. 이는 기술 획득의 다양한 경로가 존재함을 시사합니다. 주요 기업별 특허 출원-공개 동향을 보면, Microsoft, IBM, Baidu가 상위권을 차지하고 있으며, 특히 Baidu의 급격한 성장세가 주목됩니다. 이는 글로벌 기업들이 이 기술에 대한 투자를 확대하고 있음을 의미하며, 국내 기업들도 이에 대응한 전략 수립이 필요함을 시사합니다.

심사관 피인용수 분석 결과, IBM이 282회로 가장 높은 기술적 영향력을 보이고 있으며, Microsoft와 Dell도 빠르게 성장하고 있습니다. 이는 업계에 중요한 벤치마킹 대상을 제시합니다. 특허가 거절시킨 후행 특허수에서도 IBM이 106건으로 선두를 달리고 있어, 핵심 기술을 선점하고 있음을 알 수 있습니다. 이는 특허 회피 전략의 필요성을 시사합니다. 급성장 키워드 동향을 보면, 'Immersion cooling system', 'Thermal management', 'Pressure sensor' 등이 주목받고 있어, 시스템 레벨의 통합과 정밀 제어의 중요성이 증대되고 있음을 시사합니다. 이는 R&D 방향 설정 시 참고해야 할 중요한 지표입니다.

이러한 동향을 고려할 때, 액침냉각 분야에서의 경쟁력 강화를 위해 다음과 같은 전략을 고려해볼 수 있습니다. 첫째, 2상 냉각 기술 등 고효율 냉각 기술에 대한 R&D 투자를 확대해야 합니다. 이는 특허 동향에서 나타난 기술 발전 방향과 일치하며, 차별화된 기술력 확보에 필수적입니다. 둘째, 센서 기술과 AI를 결합한 스마트 냉각 시스템 개발에 주력해야 합니다. 키워드 동향에서 나타난 바와 같이, 정밀 제어와 모니터링 기술이 중요해지고 있습니다. 셋째, 글로벌 기업들과의 전략적 제휴를 통해 기술 협력을 강화해야 합니다. 특허 거래 동향에서 볼 수 있듯이, 외부 기술 도입도 유효한 전략이 될 수 있습니다. 넷째, 특허 포트폴리오를 다각화하여 기술 리더십을 확보해야 합니다. 주요 기업들의 특허 출원 동향을 참고하여, 핵심 기술 영역을 선정하고 집중적으로 투자해야 합니다. 마지막으로, 환경 친화적인 냉각제 개발에 투자하여 ESG 경영에도 기여해야 할 것입니다. 이는 미래 시장에서의 경쟁력 확보에 중요한 요소가 될 것입니다. 이러한 노력을 통해 국내외 시장에서의 경쟁력을 높이고, 지속 가능한 성장을 이룰 수 있을 것으로 기대됩니다.

액침 냉각 분야에 이해 관계가 있는 기업의 내부 기능 조직용 질문
1) [기술 전략 조직]/[IP 조직] 액침 냉각 분야의 동향을 i) 객관적으로 분석하고, ii) 의사 결정자와 관련된 내부 기능 조직에게 전달하여, iii) 우리회사를 위해 전략적으로 활용해야 하지 않을까요?
2) [IP 조직]/[기술 전략 조직] 액침 냉각 분야의 특별한 행위(특허 매입, 라이센싱 인 등의 전략적 투자 행위나 소송/심판 등의 분쟁 행위)를 인지-분석해야 하지 않을까요?

기업의 내부 기능 조직의 관점에서 특허 분석 데이터를 어떻게 활용해야 할 지에 대해서는 다음 링크를 클릭해 주세요.

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액침 냉각 분야에 관심 있는 (잠재적) 투자자
1) 액침 냉각 분야의 특허 매입, M&A를 통한 특허 이전, 라이센싱 등의 기술 투자 동향 등으로 이 분야 및 이 분야 관련 기업에 대한 투자 기회적 요소를 early stage에서 발굴하세요. 참고로, 이러한 기술 투자는 주요 기업을 중심으로 이루어지는 경향이 큽니다.
2) 액침 냉각 분야의 특허 소송이나 심판 등의 분쟁, NPE의 특허 매입 등과 같은 기술 리스크 요소를 early stage에서 인지하세요.

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액침 냉각 분야의 특허를 보유하고 있는 기업을 고객으로 가지고 있는 서비스 기업은,
1) 고객을 위하여, 심도 있는 맞춤형 데이터 분석을 제공해 주고, 추가적인 매출을 일으켜야 하지 않을까요?
2) 고급 분석 콘텐츠를 저렴한 총비용으로 제작하여, 신규 고객을 발굴하는데 활용해야 하지 않을까요?
3) IP 서비스 기업은 차별화된 IP 콘텐츠로, 추가적인 수익원의 발굴이나, 고객 제안을 해야 하지 않을까요?
4) 고객별 맞춤화된 콘텐츠를 극히 저렴하게 생성하여, 주기적/비주기적으로 고객에게 전달하여, 고객과의 커뮤니케이션을 확대해야 하지 않을까요?

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액침 냉각 분야에 관심 있는 미디어
1) 액침 냉각 분야의 객관성 높은 특허 기술 동향을 활용하여, 자신의 콘텐츠를 고급화, 전문화, 세분화할 필요가 있지 않을까요?
2) 액침 냉각 분야의 특허와 관련된 M&A/투자, 특허 매입, 라이센싱, 소송/심판 등의 이벤트 데이터를 활용하여, 경쟁자들의 콘텐츠와 차별화를 해야 하지 않을까요?

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분석 지표에 대한 상세한 설명을 원하시는 분은 [링크]를 클릭하세요. 분석 지표 계열에는 특허 출원-공개 및 등록을 중심으로 하는 i) 특허 포트폴리오 지표 계열, 피인용(forward citations)을 중심으로 하는 ii) 기술 영향력 계열, 거절(rejection)을 중심으로 하는 iii) 기술 리더쉽 계열, iv) 품질 계열, v) 점유율, 집중률 등과 같은 비율 계열, vi) 특허당 등과 같은 밀도 계열 등이 있습니다.

분석 기준에 대한 상세한 설명을 원하시는 분은 [링크]를 클릭하세요. 분석 기준에는 i) 분석 방법론, ii) 분석 기준 체계, iii) 분석 집계값의 종류, iv) 분석 시간 기준 등이 있습니다. 중요 분석 기준에는 i) 현재 권리자의 확정, ii) 기술 분야에 대한 인식(기술 분야 vs. 특허셋(patent set) 맵핑 등), iii) 기술 분야나 키워드 표현에 대한 기준, iii) 특허 매입/거래, 소송/심판 등에 대한 기준과 범위, iv) 인용-피인용에 대한 기준과 범위 등이 있습니다.

분석 콘텐츠 제작에 사용된 데이터의 i) 공간(국가의 특허청), ii) 시간 범위 및, iii) 주요 데이터에 대한 원천 소스(original source)는 다음과 같습니다. 분석 콘텐츠를 구성하는 2차적인 데이터(예, 특허 거래 네트워크 등)는 원천 데이터 소스로부터 가공되어 생성됩니다. 개별적인 데이터에 대한 상세한 것은 [링크]를 참조하세요. 링크에 연결되는 페이지에서는 데이터 계열, 데이터 내용 및 기타 분속 콘텐츠에 사용되는 데이터에 대한 상세한 설명이 있습니다.

*최초 공개일 : 특허 공보가 최초로 발행된 날짜. 공개 공보가 발행되면 공개 공보 발행일, 공개 공보 발행 없이 등록된 경우에는 등록 공보 발행일.

*최근 공개일 : 선행 특허를 인용하는 후행 특허 공보의 최근 발행 날짜. 공개 공보 발행일과 등록 공보 발행일 중 늦은 날짜(인용 관계는 주로 등록 공보에 references cited로 기재되기 때문)

* 최초 거절 OA 발생일 : 특정 특허를 심사하는 심사관이, 특정 선행 특허를 인용하며, 특허 거절에 대한 office action(OA)를 통지하는 경우, 최초로 거절 OA 통지가 발생한 날짜. 심사관은 특정 선행 특허를 인요하며, 1차례 이상의 non-final rejection 또는 final rejection을 통지할 수 있음.

* Assignment 실행일 : 미국에서의 assignment는 실행일(execution date)과 기록일(record date)이 있음. 실행을 통해서 assignment의 법률적 효력이 발생하므로, 실행일을 기준으로 함. (참고)미국을 제외한 다른 나라는 실행일의 개념이 없어, 특허청에 기록된 날을 기준으로 함.

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