한국·미국·중국·독일·일본의 4차 산업혁명 경쟁력 분석- ICT 산업과 기계·장비 산업의 파급효과 분석 > News Insight

Ⅰ. 들어가며

  경제와 비경제적 요소를 모두 포함한 복합적 국가경쟁력을 평가하는 IMD(International Institute for Management Development)는 2017년 조사 대상 63개 국가 중 한국을 29위로 평가하였다. 이는 세계경제포럼(World Economic Forum, WEF) 조사에서 2007년 11위로 평가받았던 한국의 국가경쟁력이 2017년 26위로 추락한 것과 비슷한 결과이다. 2016년 우리나라의 경제성장률은 2.7%로 세계의 경제성장률 3.2%에 미치지 못하였고 2017년 역시 세계 경제성장률 3.6%에 미치지 못하는 3.0%에 머물 것으로 IMF는 전망하였다. 이처럼 저성장이 고착화되고 국가경쟁력마저 낮아지고 있는 상황에서 국가 차원의 강력한 혁신이 절실히 요구되고 있다. 

  이러한 때에 지난 2016년 세계경제포럼에서의 언급과 함께 관심이 고조된 ‘4차 산업혁명’이슈에 따라 세계 주요국은 4차 산업혁명으로 인한 산업과 사회구조의 변혁에 대비하고 새로운 경제성장의 패러다임에 적응하기 위해 국가혁신전략을 추진 중이다. 3차 산업혁명의 연장선에 불과하므로 새로운 산업혁명이라고 보기 어렵다는 견해도 있으나, 바야흐로 ICT와 산업의 융합에 따른 경제와 사회 구조의 '디지털 전환' 시대로 접어들고 있다. 미국, 중국, 독일, 일본 등은 글로벌 경제와 산업 내에서 자국의 리더십을 유지하는 것을 목표로 ‘국가전반 혁신형’ 전략을 추진하고 있으며 그 외 강소국들은 ‘선택기반 혁신형’ 전략으로 자국의 핵심역량에 집중하여 국제 R&D협력 강화 및 주력산업 육성에 집중하고 있다. 

  일본은 “제4차 산업혁명”을 국가전략에 반영한 첫 국가로서 산업 경쟁력 창출과 함께 저출산과 고령화로 인한 사회적 과제를 해소하여 경제사회시스템을 고도화하는 기회로 활용한다는 목표를 가지고 자국의 강점인 로봇을 적극적으로 활용하는 전략을 추진하고 있다. 독일은 기계 산업 고도화 전략인 ‘인더스트리 4.0’을 추진하고 있는데 이는 독일의 강점인 일반기계와 우수한 제조인력에 ICT를 융합해 완전한 자동 생산 체계를 구축하여 제조 최강국 지위를 유지하기 위한 것이다. 미국은 민간에서 축적된 빅데이터, IoT 등의 역량을 기반으로 새로운 일자리 창출과 글로벌 ICT산업 리더십 강화를 위해 ‘미국혁신전략(A Strategy for American Innovation)’을 수립하였다. 또한 제조업 부활과 경쟁력 강화를 목표로 “차세대 제조기술”(Advanced Manufacturing)을 규정하고, 실행 프로그램인 “Manufacturing USA"를 법제화하여 추진하고 있다. 중국은 13차 5개년 계획에서 독일의 ‘인더스트리 4.0’을 벤치마킹해 “Made in China 2025 Plan”을 추진하고 있다. 우리나라도 ‘4차 산업혁명에 대응한 지능정보사회 중장기 종합대책’과 ‘4차 산업혁명 시대 신산업 창출 전략 과제’, ‘제조업 혁신 3.0’ 등의 정책을 추진하고 있다.  

  한국의 경우 4차 산업혁명의 근간이 되는 ICT 산업이 2015년 기준으로 제조업 중 17.2%의 비중으로 1위를 차지하고 있다. 모든 제조업의 생산관련 기반산업인 기계 및 장비산업도 7.4%의 비중으로 5위를 차지하고 있어 ‘4차 산업혁명’을 기회로 활용한 좋은 여건을 갖추고 있다(통계청, 2017). 다만 국내 ICT 산업의 하락세가 최근 계속되고 있고 기계 및 장비산업에서도 중국과 독일 사이에서 넛 크랙커(Net Cracker) 상황에 있으므로 우리나라의 ICT 산업과 기계 및 장비 산업의 글로벌 경쟁력을 파악하고 전 산업에 미치는 파급효과를 확인하여 4차 산업혁명 전략 방향 수립의 시사점을 찾아보는 것은 의미 있는 연구가 될 것이다.   

  따라서 본 연구에서는 2000년부터 2014년까지의 세계산업연관표를 활용한 산업연관분석 방법론으로 4차 산업혁명의 기반이 되는 ICT산업과, ICT와의 융합을 통해 스마트 제조업의 기반을 담당할 기계·장비 산업의 타 산업에 대한 파급효과를 분석하고자 한다. 국가전반 혁신을 추구하는 미국, 중국, 독일, 일본과의 비교 연구를 통해 4차 산업혁명을 주도할 두 산업의 전·후방 파급효과를 계량적으로 분석함으로써 우리나라의 4차 산업혁명 관련 글로벌 경쟁력과 우위점을 찾아 국가혁신전략 정책 수립에 도움을 줄 수 있을 것이다. 

2. ICT 산업

  ICT 산업은 성장 속도가 빠르며 기업들의 혁신을 유발하여 전 산업에 미치는 영향이 크고 후방연쇄효과보다는 전방연쇄효과가 높으며, 특히 통신업의 전방연쇄효과가 높아 공급 측면에서 핵심 산업 역할을 하고 있다. 한국 ICT 산업은 전통적으로 ICT 제조업 위주의 수출 중심적인 구조를 지니고 있어 <표 1>에서 보는 것처럼 2011∼2014년 기준으로 전체 제조업의 22.2%를 차지하고 있는 주력 산업이다. 

  한국은 ICT 제조업의 경우 2001년 생산지수 22.2에서 2014년 111.0으로 5배 증가한 반면 ICT 서비스업 생산지수는 같은 기간 1.8배만 증가하여 ICT 서비스업의 성장 속도가 제조업에 비해 느리다. ICT 산업의 부가가치 기준 설비투자는 연평균 증가율 5.3%(2008년~2011년)에서 1.8%(2012년~2015년)까지 떨어진 반면 ICT 해외직접투자는 2012년에서 2015년까지의 누적 기준으로 이전 4개년과 비교해 46.9%나 급증했다. 급성장하던 ICT 생산은 2011년에 한자리 수 증가에 머물렀으며, 2015년부터는 역성장(-)을 보이고 있다. 수출 또한 2011년 1,017억 달러였던 무역 흑자가 2015년 815억 달러로 대폭 줄어들었고 이에 따라 ICT 산업의 고용흡수력과 인당 생산성이 하락하고 있다. 

3. 기계·장비 산업

  기계 및 장비는 산업분류상 기계요소 및 장비, 공작기계, 산업용 로봇, 자동화기기, 산업별로 특화된 가공기계 제조 등을 포함하는 것으로 한국은 1970년대 정부의 중화학공업 육성 정책을 계기로 성장 기반을 구축하기 시작하였다. 이후 정부 주도하의 국산화 정책과 기업의 노력에 의해 2000년대 이후 무역수지가 흑자로 반전되었고 결국 한국의 주력산업으로 자리매김하였다. 기계 산업은 B2B 산업으로 타 산업에 미치는 전·후방 연쇄효과가 크고, 모든 제조업의 설비를 공급하는 기반산업이 되는 핵심 산업이다. 

기계 산업은 축적된 기술력이 바탕이 되어야하므로 후발국의 추격이 상대적으로 쉽지 않은 특성이 있어 독일 같은 선진국들에서 기계 산업이 대개도국 무역수지흑자 1위를 하고 있다. <표 2>에서와 같이 2015년 기준 한국의 기계 및 장비산업은 전체 제조업 중 7.42% 비중으로 생산액 5위, 사업체 수 3위, 종사자 수 2위를 차지하고 있어 중소기업의 비중이 많고 종사자 비율이 높아 경제적 관점에서 뿐만 아니라 사회, 고용 측면에서도 매우 중요한 산업이다(통계청, 2017). 특히, 자동화, 신소재, 센서 기술 개발의 기반이 되고 4차 산업혁명을 대비할 스마트 공장 등의 구현에 핵심적인 산업이기 때문이다. 

  전 세계 총부가가치 대비 제조업 비중이 1970년대 25.7%에서 2014년 16.5%로 10%p 이상 감소한데 반해, 한국의 경우 동기간 17.5%에서 30.3%로 오히려 10%p 증가했다. 서비스업에 경제 주도권을 내주었던 제조업이 21세기 경제 성장과 고용창출의 중심축으로 재조명되고 있으며 기계와 ICT 융합은 경제 재도약의 대안이 될 수 있을 것이다. 기계와 ICT 융합은 기계 산업의 설계, 생산 공정, 제품 및 서비스 분야에 IT기술, 부품, 기기, S/W를 결합·내재화(Embedded)하여 기계의 지능화 및 새로운 순기능을 창출함으로써 편의성, 안전성, 서비스 향상 및 비용절감 등을 이끄는 활동으로 이해할 수 있다. 

한국은행 산업연관표를 활용한 기계 산업과 ICT 융합의 경제적 파급효과를 살펴본 결과 ICT 융합도 증가율이 기계 산업에서 가장 가파른 것으로 나타났는데, 이는 기계 산업 내에서 ICT 융합 기술을 응용하여 제품의 고속·고정밀화, 무인·스마트화 및 에너지 절감 등을 통한 통합 솔루션 제공 및 고부가가치화를 창출할 수 있게 됨을 의미한다. 서비스 분야에서도 수익구조를 확대시킬 수 있는 움직임이 가속화되고 있음으로 이해할 수 있다. 

4. 연구 결과

4. 1. 한국, 미국, 중국, 독일, 일본의 ICT 산업의 파급효과

  본 연구의 가설의 차이 검정을 위한 일원배치분산분석을 실시하였다. Levene의 등분산 가정이 충족되지 않을 경우 Welch의 값을 사용하였으며, 사후검정은 Tamhane' T2를 사용하였고 Levene의 등분산 가정이 충족된 경우는 Scheffe의 사후검증을 사용하였다. 

  한국, 미국, 중국, 독일, 일본의 ICT 산업의 후방연쇄효과는 일원배치분산분석 결과 F 통계값이 51.015로 p<.001수준에서 한국과 중국, 미국과 독일은 유의한 차이가 나타나지 않았으나 다른 국가들 사이에서는 차이가 있는 것으로 나타났으며, 한국 ≑ 중국 > 일본 > 미국 ≑ 독일 순으로 후방연쇄효과가 높게 나타났다. 미국의 경우 2014년 0.8893으로 1보다 낮게 나왔을 뿐 아니라 2001년 1.0652를 기점으로 계속 계수가 낮아지는 현상을 보이고 있다. 한국은 후방연쇄효과가 가장 높은 국가로 2000년 1.1028에서 2009년 1.1494까지 높아졌으나 이후 계속 낮아지고 있는 추세를 보이고 있으며 2014년 1.0546으로 나타났다. 2000년에서 2014년까지 후방연쇄효과가 모두 1을 상회하여 ICT 산업이 한국의 전 산업에 상당한 파급효과를 미치고 있음을 보여주고 있다. ICT 산업은 지속적으로 새로운 수요를 창출하는 특성을 가지고 있어 전방연쇄효과가 높은 산업인데 본 연구 결과에서도 일본, 미국, 한국, 중국, 독일 모두 전방연쇄효과는 1이상으로 나타났다. 

  일본과 미국, 미국과 한국은 유의한 차이가 없고 한국과 독일, 한국과 일본, 미국과 독일, 독일과 일본은 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며 일본, 미국, 한국에 비해 중과 독일이 전방연쇄효과가 낮았다. 미국의 경우 2000년 2.2297에서 2014년 1.7953으로 낮아져 전방연쇄효과가 계속 낮아지는 추세를 보이고 있고 일본의 경우 2000년 2.0471, 2014년 1.9337로 큰 변화 없이 높은 전방연쇄효과를 보이고 있다. 한국의 경우 2006년 2.0012까지 높아졌으나 2009년 이후 낮아지는 모습을 보이고 있다. 미국의 전방 연쇄효과보다 일본의 전방 연쇄효과가 안정적이면서 높은 것으로 나타났다. 

4. 2. 한국, 미국, 독일, 일본의 기계·장비 산업의 파급효과

  한국, 미국, 중국, 독일, 일본의 기계·장비 산업의 후방 연쇄효과는 일원배치분산분석 결과 F 통계값이 324.063으로 p<.001수준에서 중국이 압도적으로 높은 것으로 나타났으며, 한국과 일본은 유의한 차이가 없고 다른 국가들 사이에서는 차이가 있는 것으로 나타났으며 중국 > 한국 ≑ 일본 > 미국 > 독일의 순서로 후방 연쇄효과가 높게 나타났다. 독일의 경우 2014년 1.0124로 후방연쇄효과가 다른 4국에 비해 낮게 나왔을 뿐 아니라 2001년 1.558에서 매년 조금씩 수치가 낮아졌다. 미국의 경우 한국과 일본보다는 후방연쇄효과가 낮으나 2000년 1.1176 대비 2014년 1.1279로 조금씩 상승하였다. 한국과 일본은 유의한 차이 없이 비슷한 양상을 보이나, 일본의 경우 한국보다 조금 더 하락세가 크게 나타나고 있다. 2010년에는 일본이 1.2015 한국이 1.1584였으나 2014년은 일본 1.1429, 한국 1.1609로 근소한 차이로 역전되었다. 

  전방연쇄효과의 경우는 일본과 독일을 제외한 국가들 사이에는 중국 > 한국 > 독일 ≑ 일본 ≑ 미국 순으로 유의한 차이가 있었다. 기계·장비 산업은 ICT 산업과 달리 전방 연쇄효과가 중국을 제외한 대부분 국가에서 1이하로 높지 못하였으나, 한국은 상대적으로 1이상으로 높게 나타났다. 미국은 2000년 0.8608에서 2014년 0.8622로 큰 차이를 보이지 않으며 비교 대상 4국 중 가장 낮은 전방 연쇄효과를 보이고 있고, 독일과 일본은 비슷한 수치를 보여 왔으나 2009년부터는 독일이 일본보다 조금씩 더 높은 전방 연쇄효과를 보이고 있다. 한국의 경우 2001년 0.9355였으나 2014년 1.1391까지 상승하여 다른 국가들에 비해 상당히 높은 전방 연쇄효과를 나타내고 있다.    

4. 3. 한국, 미국, 독일, 일본의 ICT 산업과 기계·장비 산업의 파급효과

  <표 5>에서 보듯 한국에 대한 ICT 산업과 기계·장비 산업의 연쇄효과의 차이에 대한 F 통계값이 236.928로서 유의수준 p<.001 수준에서 ICT 산업의 후방 연쇄효과와 전방연쇄효과, 기계·장비 산업의 후방연쇄효과와 전방연쇄효과, ICT 산업의 전방 연쇄효과와 기계·장비 산업의 전방 연쇄효과는 유의한 차이가 있으나 ICT 산업의 후방 연쇄효과와 기계·장비 산업의 후방 연쇄효과는 차이가 없는 것으로 나타났다. 

  한국의 ICT산업은 후방 연쇄효과보다 전방 연쇄효과가 월등히 높으며 기계·장비 산업의 전방 연쇄효과보다도 월등이 높다. 다만 후방 연쇄효과는 기계·장비 산업과 차이를 보이지 않고 있다. 반면 기계·장비 산업은 후방 연쇄산업이 전방 연쇄산업보다 파급효과가 높은 특징을 보이고 있다. 한국은 전반적으로 ICT 산업이 기계·장비 산업보다 파급효과가 높은데 이는 ICT 산업의 전방 연쇄효과 때문으로 나타났다. 2009년을 기점으로 ICT 전방 연쇄효과는 낮아지는 추세를 보이고 있으나, 기계·장비 산업의 후방 연쇄효과는 안정적이고 전방 연쇄효과는 상당히 높아지는 추세를 보이고 있다.  

  미국의 경우 ICT 산업과 기계·장비 산업의 전·후방효과에 있어 모두 유의미한 차이를 보이고 있다. 미국의 ICT 산업은 전방 연쇄효과가 후방연쇄효과보다 높고 기계·장비 산업의 전방 연쇄효과보다 높으나 ICT 산업의 후방 연쇄효과가 기계·장비 산업의 후방 연쇄효과보다는 낮게 나왔다. 기계·장비 산업의 경우는 후방 연쇄효과가 전방연쇄효과보다 높게 나왔다.

  독일에 대한 ICT산업과 기계·장비 산업의 연쇄효과의 차이에 대한 F 통계값이 1319.904로서 유의수준 p<.001 수준에서 독일 ICT 산업의 전방연쇄효과가 후방 연쇄효과보다 높고, 기계·장비 산업의 후방 연쇄효과가 전방 연쇄효과보다 높은 것으로 나타났다. 또한 ICT 산업의 전방연쇄효과는 기계·장비 산업의 전방 연쇄효과보다 높으나 ICT 산업의 후방 연쇄효과는 기계·장비 산업보다 낮은 것으로 나타났다. 

  일본의 경우는 ICT 산업의 전·후방효과와 기계·장비 산업이 모두 유의미한 차이가 있어 일본의 ICT 산업은 전방연쇄효과가 후방연쇄효과보다 높고 기계·장비 산업의 전방연쇄효과보다 높으나 ICT 산업의 후방연쇄효과가 기계·장비 산업의 후방연쇄효과보다는 낮게 나왔다. 기계·장비 산업의 경우는 후방연쇄효과가 전방 연쇄효과보다 높게 나와 미국과 같은 결과가 도출되었다.  

  중국은 ICT 산업과 기계·장비 산업의 전·후방 효과에 있어 모두 유의미한 차이를 보이고 있다. ICT 산업의 전방 연쇄효과가 가장 높고 후방 연쇄효과가 가장 낮은 것이 주목할 만하다. 이러한 경우는 ICT 산업의 중간재 산업이 타 산업에 비해 약함을 단적으로 보여주는 것이라고 해석할 수 있다. 세계의 제조공장으로 불리는 만큼 기계·장비 산업에 대한 연쇄효과가 높게 나타나고 있다. 

5. 결론

  <표 6>에 와 같이, ICT 산업의 전방 연쇄효과는 모든 국가의 후방 연쇄효과보다 높은 것으로 나타났다. 이는 ICT 산업이 다른 산업의 성장을 촉진하기 위한 공급 측면에 높은 혁신 효과가 있음을 보여주는 부분이다. 급속한 기술혁신이 ICT 산업 내에서만 일어나는 것이 아니라 다른 산업을 자극해 신산업의 발전을 촉진하기 때문이다. 제조업의 서비스화 등 다른 업종에서도 ICT 수요를 촉진시키고 있으며 앞으로도 이러한 추세는 계속될 것으로 보인다.  

  ICT 제조업 중심의 한국과 중국은 후방 연쇄효과가 높다. 반대로 미국의 후방 연쇄효과는 ICT 제조업의 비중의 하락과 함께 지속적으로 하향 추세를 보이고 있다. 한국의 후방 연쇄효과 계수는 2009년 이후 점차 감소하고 있다. 이러한 추세는 한국 내 ICT 제조업체의 자본투자 감소와 해외생산 비중 증가로 인한 결과이기 때문에 리쇼어링(Reshoring)을 위한 강력한 정책이 필요해 보인다. 

  중국 ICT 산업의 후방 연쇄효과가 한국보다 높은 것으로 나타내고 있으며, 2010년 이후 지속적으로 증가하고 있어, 지속적인 투자를 통해 관련 산업의 생산유발 효과를 높이고 있는 것을 판단된다. 일본은 전방 연쇄효과가 가장 높고, ICT 서비스가 강한 미국은 예상대로 전방 연쇄효과가 높다. 1990년대 중반 미국의 생산성 증가는 ICT 서비스 산업이 견인했다는 연구와도 일치한다. 그러나 전방 연쇄효과는 2000년 2.2297로 최고치에 다다른 후, 2014년 1.7953으로 감소하는 경향을 보이고 있다. 2000년 기준, 일본의 전방 연쇄효과(2.0471)는 미국보다 낮았지만 2014년(1.9337)까지 안정세를 유지했다. 2000년 'Basic Act on the Formation of an Advanced Information and Telecommunications Network Society' 제정하여, 2001년 ICT 국가전략 'e-Japan' 수립·시행한 결과, 37억 1000만달러 (미국표준의 98.7%)를 전기통신망에 투자하는 등 서비스 분야에서 지속적인 노력이 결과로 보인다.

  기계·장비업은 4개국에서 전방 연쇄효과보다 후방 연쇄효과가 높다. 다만 중국의 전방 연쇄효과가 후방 연쇄효과보다 높으며, 전·후방 연쇄효과는 모두 1보다 커, 높은 유발효과를 가지고 있는 것으로 해석할 수 있다. 나아가 중국 기계·장비산업의 전·후방 연쇄효과가 타 국가에 비해 압도적으로 높기 때문에 기계·설비산업에 대한 지속적인 투자는 중국의 여러 산업에 활력을 불어넣고 있는 것으로 판단된다. 

  2014년의 결과는 <표 7>에 나타난 바와 같은데 중국과 한국의 ICT 산업과 기계·장비 산업은 후방 연쇄효과와 전방 연쇄효과가 모두 1 이상으로 나타나 전반적으로 전 산업에 대한 영향력이 높은 것으로 분석되었다. 또한 ICT 산업의 전방 연쇄효과가 월등히 높은 것으로 나타났으며 기계·장비 산업의 전방 연쇄효과도 1 이상으로 나타나 상당한 파급효과가 있는 것으로 분석되었다. 반면 일본, 미국, 독일의 ICT는 후방 연쇄효과는 1이하이고 전방 연쇄효과는 1이상으로 나와 타 산업의 수요에 의존하는 산업군으로 나타났고 독일, 미국, 일본의 제조업은 후방 연쇄효과는 1이상이나 전방 연쇄효과는 1이하여서 타산업의 공급에 의존하는 산업군으로 파악되었다.