한국연구재단은 ‘주요국의 피인용 상위 1% 논문실적 비교분석 보고서’를 지난달 공개했다. 보고서는 최근 11년간(2008~2018년) 발표된 SCI(과학기술논문인용색인) 논문 중 피인용 상위 1% 논문(Highly Cited Paper) 15만5천153건을 분석했다.

SCI 논문은 과학기술 분야에서 영향력 있는 주요 학술지에 게재된 논문의 인용정보이며 SCI 논문 게재 수는 한 나라의 과학 역량 지표로 인식된다. 이번 보고서에 수록된 고(高) 피인용 논문은 최근 11년 동안 발표된 논문들을 대상으로 22개 분야 및 연도별 피인용수를 기준으로 추출했으며, 논문 수 상위 20개국 중심으로 비교·분석했다.

2018년 우리나라 SCI 논문 발표 수는 6만3천311건으로 세계 12위 수준이며, 2008년 3만4천515건에 비해 최근 11년간 약 1.8배 증가했다. 또한, 2018년 우리나라 SCI 논문이 전 세계 논문(1,800,369건) 중 차지하는 비중은 3.52%로 2008년 2.83%에 비해 최근 11년간 0.69%p 증가했다. 그리고 2018년 기준 최근 5년간(2014∼2018년) 발표한 논문의 건당 피인용수는 6.36회(세계 33위)로 세계평균(6.04회)을 상회한다. 2011~2015년 처음으로 세계평균을 상회하여 한국 논문의 질적 수준이 전체적으로 높아지고 있으나, 양적 수준 대비 아직도 미흡한 실정이다.

이번 분석은 피인용 상위 1% SCI 논문 산출실적에 대한 국제 비교, 분야별 비교 등을 통해 우리나라 기초·원천연구의 강점 분야와 수준 및 역량을 진단하고, 향후 발전 방안에 대한 정책 시사점을 도출하기 위한 목적으로 수행됐다.

피인용 상위 1% 논문 국제비교

▷ 우리나라는 최근 11년간 4천692건(점유율 3.0%)의 피인용 상위 1% 논문을 게재하여 세계 15위, 이 중 교신저자가 한국기관 소속인 논문은 2천362건(점유율 1.52%)으로 교신저자 기준 세계 13위로 나타났다. 인용된 횟수가 많을수록 질적으로 우수한 논문이라는 점에서 상위 1% 논문 점유율 전체 평균 3.0%는 11년 동안 우리나라 과학 연구 활동의 전반적인 질적 연구 성장을 의미한다. 이 기간 동안 미국의 피인용 상위 1% 논문은 7만6천266건으로 점유율이 49.2%에 달했다. 이는 2위 중국의 약 2.6배로 타국과 큰 격차를 보이고 있다.

▷ 한국의 피인용 상위 1% 논문 점유율은 2008년 1.9%에서 2018년 3.3%로 약 1.8배 증가하여 전반적인 성장세를 보였다. 미국은 2018년 40.2%로 2008년 대비 13.5%p 감소하였으며, 이에 반해 중국은 2018년 31.5%로 2008년 7.6% 대비 약 23.9%p의 급격한 증가를 나타냈다. 이처럼 중국의 상위 1% 논문 점유율은 지난 11년간 약 4.1배 증가하였으나, 같은 기간 동안 일본의 점유율은 뚜렷한 증감을 보이지 않았다.

▷ 2008~2018년 한국이 발표한 전체 SCI 논문 실적 중 피인용 상위 1% 논문 비중은 0.85%로 세계평균 1%에 미치지 못했다. 하지만 2007년~2017년 기간의 1% 논문 비중 0.84%와 대비해 0.01%p 상승했다.

스위스가 2.78%로 가장 높았으며, 일본(0.87%) 역시 한국(0.85%)과 마찬가지로 평균에 미치지 못한 것으로 나타났다. 중국은 2004~2014 피인용 상위 1% 논문 순위 4위에서 2005~2015 이후 순위 3위로 한 단계 상승 후, 2007~2017 피인용 상위 1% 논문 순위는 2위로 상승하였으며 비중은 1.1%로 타 동아시아 국가에 비해 높은 비중을 차지했다. 반면, 일본은 2005~2015 피인용 상위 1% 논문 순위 10위에서 2006~2016 순위 12위로 두 단계 하락했다.

논문 수 상위 20개국 중 2008~2018 상위 1% 논문의 평균 피인용수 한국 순위는 9위로 피인용 상위 1% 논문 수 순위(15위)에 비해 6순위가 높았다. 이는 2007~2017 상위 1% 논문 평균 피인용수 순위 13위에서 4단계 상승한 것이다. 일본은 평균 피인용수 순위 1위이나, 이는 일본의 1% 논문 점유율이 하락세이기 때문이라고 추측된다.

▷ 피인용 상위 1% 논문의 전체 교신저자 중 미국 교신저자는 5만7천400명으로 점유율 37.2%를 보였으며, 점유율 2위인 중국과 비교하여 2.6배 많은 수치였다. 한국의 피인용 상위 1% 논문 교신저자 점유율은 1.5%로 세계 순위 13위를 차지했으며, 피인용 상위 1% 논문 점유율 순위(15위)에 비해 높았다.

2008년 미국의 교신저자 점유율은 44.3%이었으나, 2018년 28.2%로 나타나 16.1%p의 큰 하락세를 보였다. 그러나 전체 국가 중 여전히 가장 많은 교신저자 수를 점유하고 있다. 중국의 경우, 2018년 교신저자 점유율은 26.6%로 2008년 5.5% 대비 21.1%p의 높은 증가율을 나타났으며, 한국 교신저자 점유율은 2008년 1.1%에서 2018년 1.8%로 0.7%p 증가했다. 호주, 싱가포르는 교신저자 점유율이 상승세인 반면, 일본은 하락세를 보였다.

▷ 우리나라의 최근 11년 간 분야별 피인용 상위 1% 논문 실적은 재료과학(4위), 화학(6위), 컴퓨터과학(9위), 수학(11위) 등의 분야에서 우수한 것으로 나타났다. 특히, 재료과학, 화학, 수학, 물리학의 경우 분야 내 전체 논문 점유율보다 피인용 상위 1% 논문 점유율이 더 높아, 양 대비 질적으로 우수한 논문을 발간하는 것으로 나타났다.

미국이 대부분의 분야에서 가장 높은 점유율을 보이고 있으며, 공학, 재료과학 및 컴퓨터과학 분야는 중국의 점유율이 가장 높았다.

전체 SCI 논문에 대한 한국의 점유율은 3.6%이며, 분야별로는 재료과학(6.8%), 컴퓨터 과학(5.5%), 공학(5.1%), 물리학(4.5%), 미생물학(4.2%), 약학/독성학(4.2%), 화학(3.9%), 농업과학(3.7%) 분야에서 양적으로 강점을 보였다. 피인용 상위 1% 논문에 대한 한국의 점유율은 3.0%이며, 분야별로는 재료과학(7.3%), 물리학(4.6%), 화학(4.3%), 융합분야(4.0%), 컴퓨터과학(3.9%), 공학(3.0%), 임상의학 (2.9%) 분야에서 질적으로 강점을 보였다.

전체 SCI 논문과 상위 1% 논문의 평균 점유율 대비 분야별 점유율을 비교해 보면, 한국은 재료과학, 융합분야, 물리학, 화학, 우주과학 분야에서 양 대비 질적으로 우수하며, 농업과학, 컴퓨터과학에서 양 대비 질적으로 미흡했다. 중국은 재료과학, 수학, 화학, 컴퓨터과학, 공학에서 강점을 보였으며, 미국은 전체 SCI 논문과 피인용 상위 1% 논문 모두 전 분야에 걸쳐 균형적인 실적을 보였다. 일본은 우주과학에서 큰 강점을 보였고, 지구과학, 면역학, 분자생물/유전학, 물리학, 식물/독물학에서 강점을 보였으며, 영국과 독일은 타 분야 대비 우주과학에서 월등한 강점을 보였다.

▷ 한국의 피인용 상위 1% 논문 평균 피인용수는 218.0로 세계평균(199.3) 대비 109% 수준이며, 전체 SCI 논문의 평균 피인용수는 11.2로 세계평균(12.8) 대비 87.5% 수준이었다. 상위 1% 논문 중 지구과학, 면역학, 미생물학, 약학/독성학, 물리학, 식물/동물학, 우주과학 분야에서 분야별 세계평균 피인용수 이상의 수준을 나타냈다. 전체 SCI 논문의 경우 재료과학 및 화학 분야에서 분야별 세계평균 피인용수 이상의 수준을 나타내고 있으며, 물리학 및 수학 분야에서 세계평균 피인용수 수준에 근접한 것으로 나타났다.

한국의 피인용 상위 1% 논문비중은 2014~2018년 0.91%로 2008~2012년과 비교하였을 때 0.17%p 증가했다. 물리학과 우주과학은 1% 논문비중이 급격히 증가하여 최근 5년 1% 논문비중이 1.2 이상으로 높았고, 컴퓨터과학은 1% 논문비중이 급격히 증가하였으나, 아직 최근 5년 1% 논문비중이 1 미만이었다. 화학, 지구과학은 1 이상의 비중을 유지하고 있으며, 점진적으로 비중이 증가하고 있다.

▷ 한국의 피인용 상위 1% 논문 중 국제협력 논문 비율은 70.0%로, 모든 1% 논문의 국제협력 비율 42.7%보다 높은 수준이었고, 미국의 경우는 국제협력연구 51.0%로 평균치보다 조금 높은 수준이었다. 한국, 중국, 일본, 인도 등 아시아권 국가의 피인용 상위 1% 논문의 국제협력 비율은 영국, 독일, 프랑스 등 유럽 국가에 비해 비교적 낮으며, 싱가포르는 아시아권 국가이나 국제협력연구 비율이 74.4%로 높은 편이었다.

한국의 국제협력연구 비율은 전 분야에 걸쳐 전 국가 국제협력 비율보다 높은 것으로 나타났다. 우주과학, 지구과학 분야 협력 연구가 활발하며, 화학, 공학, 약학/독성학 분야의 국제협력이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다.

우리나라 피인용 상위 1% 논문은 미국과 가장 높은 협력 연구 비율(68.0%)을 보이며, 지리적으로 가까운 중국(32.4%), 일본(22.4%)의 비율도 상대적으로 높았다. 1% 논문 수 상위 2위~14위 국가 모두 미국과 국제협력 연구를 가장 많이 수행하는 것으로 나타났다. 상위 14개국 모두 협력 2위 국가가 독일 혹은 영국인데 반해, 한국은 중국이 협력 2위 국가로, 지리적으로 가까운 일본-중국 협력이 4위인 것과 비교해 중국과의 협력이 활발한 것으로 나타났다.

▷ 피인용 상위 1% 논문의 79.2%는 IF기준 분야별 상위 20%의 학술지에 게재되었으며, 저명 학술지에 게재된 논문일수록 고 피인용 논문이 될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 피인용 상위 0.01% 논문의 경우 상위 5%이상 학술지 비율이 61.5%였다. 한편, 피인용 상위 1% 논문의 20.8%는 IF기준 분야별 하위 80%의 학술지에 게재된 것으로 파악되어 학술지 단위를 기준으로 성과평가 시에 유의할 필요가 있음을 알 수 있다.

최근 11년 간 피인용 상위 1% 논문을 가장 많이 게재한 학술지는 NATURE(3,912건), SCIENCE(3,413건), JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY(2,679건) 순이었다. 화학분야 학술지인 JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY가 종합 학술지인 PNAS를 제치고 3위를 차지했다.

▷ 국내 기관 중 최근 11년(2008~2018)간 피인용 상위 1% 논문을 가장 많이 발표한 기관은 서울대학교(967건, 세계 135위)이고, 같은 기간 동안 전 세계에서 피인용 상위 1% 논문을 가장 많이 발표한 기관은 미국의 하버드대학교(9,949건)였다. 중국과학원(Chinese Acad Sci), 프랑스 국립과학연구원(CNRS)의 경우 여러 지역에 분소를 두고 있어 순위가 높았다.

SCI 논문 출판대비 피인용 상위 1% 논문 비중이 높은 해외 주요 기관은 MIT(5.8%), ETH ZURICH(5.6%), 스탠퍼드대(4.8%), 하버드대(4.6%) 순이었다. 고 피인용 논문 비중이 가장 높은 국내 기관은 기초과학연구원(IBS: 4.0%)이며, UNIST(2.9%), 세종대학교(1.7%), POSTECH(1.6%), 성균관대(1.5%)가 그 뒤를 이었다.

▷ 피인용 상위 1%, 0.1%, 0.01% 논문현황을 살펴보면, 논문의 고 피인용 수준(피인용 백분율)이 증가할수록 중국을 제외한 상위국가 대부분의 피인용 수준별 논문 점유율이 점차 높아졌으며, 피인용도가 증가함에 따라 특히 미국, 영국, 독일의 점유율이 큰 폭으로 상승하는 것으로 나타났다. 한국의 상위 1% 논문은 4,692건으로 15위, 0.1% 논문은 530건으로 16위, 0.01% 논문은 110건으로 14위이며, 상위 0.01% 논문의 점유율은 전년 대비 1.3% 증가했다.

그리고 피인용도가 증가함에 따라 국제협력연구 비율이 상승하는 것으로 나타났으며,

피인용도가 증가함에 따라 NATURE, SCIENCE의 점유율 또한 상승하는 것으로 나타났다.

▷ 한국인 연구자 논문 중 최다 피인용 논문은 지구과학 분야의 기상청 박병권 박사가 발표한 Review 논문인 것으로 나타났다. 연구 분야별 한국 최다 피인용 논문은 아래 표와 같다.

정책적 시사점

▷ 전체적인 분석 결과, 한국의 전체 논문 대비 피인용 상위 1% 논문비중은 2008∼2018년 0.85%로 세계평균(1%)에 미치지 못하고 있으나, 양적 논문 성과 대비 질적 성과가 빠르게 증가하고 있다고 할 수 있다. 한국의 전체 SCI 논문 수는 2008년 대비 2018년 1.8배 증가한 반면, 피인용 상위 1% 논문 수는 같은 기간 2.6배 증가했다. 한국의 상위 1% 논문 점유율은 3.0%를 최초로 넘었으며, 상위 0.01% 논문 점유율은 작년 대비 1.3% 증가했다.

▷ NATURE, SCIENCE, JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY가 최근 11 년 간(2008~2018년) 가장 많은 피인용 상위 1% 논문을 게재하였으며, NATURE, SCIENCE의 경우 상위 0.01% 논문의 6.1% 및 6.6%를 점유하여 세계적으로 높은 학술적 영향력을 보이고 있다. 따라서 IF(Impact Factor)가 높은 학술지에 대한 전략적 활용이 필요하다.

▷ 재료과학, 화학, 수학, 물리학 분야에서 한국의 SCI 전체 논문 점유율보다 피인용 상위 1% 논문 점유율이 더 높은 것으로 나타났다. 반면, 미생물학, 컴퓨터과학 분야의 경우 양적 실적에 비해 피인용 상위 1% 논문이 많이 발표되지 못하고 있다. 따라서 한국은 재료과학, 화학, 수학, 물리학 분야에서 논문의 질적 성과가 양적 성과보다 우수하므로, 우수 분야에 대한 전략적 투자가 필요한 것으로 판단된다. 하지만 분야 간 편차가 상당 부분 존재하므로, 다양한 분야의 기초연구 확대가 필요하다. 미국, 영국, 일본 등의 기초연구 강국과 같이 다양한 분야에서 균형적으로 경쟁력을 갖출 수 있도록 강점/취약 분야에 맞는 전략적 육성이 필요하다.

▷ 국제 협력연구 논문의 피인용수가 단독논문 피인용수보다 평균 10% 정도 높은 것으로 나타났다. 피인용도 증가에 따라 국제협력연구 비율이 상승하는 상관관계로 볼 때, 국가간 협력을 통해 질적 우수 논문이 더 많이 발간되는 것으로 추측된다. 따라서 피인용 상위 1% 논문 비중을 늘리기 위해서 해외 우수 연구자 및 기관과의 국제협력 연구 확대가 필요하다.

▷ 우리나라에서 피인용 상위 1%논문을 가장 많이 발표한 기관은 서울대학교로 1% 논문비중은 1.31%로 한국 평균(0.85) 대비 54%p 높은 수준을 보이고 있으나, 전체 논문 수 세계 순위가 34위인 것과 비교하여 1% 논문 수 세계 순위는 135위로 양적 성과 대비 질적 성과는 상대적으로 취약한 것으로 나타났다. 또한 국내 주요 기관 중 1% 논문비중이 가장 높은 곳은 기초과학연구원(4.0%)으로 해외 주요 기관인 MIT(5.8%), ETH ZURICH(5.6%), 스탠포드대(4.8%), 킹 압둘아지즈대(4.7%)에 비해 상대적으로 낮은 수치이다. 따라서 전반적으로 우리나라 주요 기관의 피인용 상위 1% 논문 실적은 미국, 영국, 독일 등의 주요 기관 수준에 미치지 못하고 있다. 선진국에 비해 인적·물적 자원이 부족한 국내환경을 고려한다면, 전략적인 국가 R&D 사업이 필요하다고 추측 할 수 있다.