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[기초과학이 국력이다②] 미-중 기술패권시대 생존법…원천기술 확보

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미·중 기술경쟁 속 놓을 수 없는 '반도체'
소부장·양자기술 통해 경쟁력 확보 중요

[편집자] 올해 네이처가 공개한 아시아태평양 보고서에 따르면, 우리나라 50개 기초과학 연구기관 중 서울대와 한국과학기술원 두 곳만 이름을 올렸다. 우리나라 기초과학의 역사를 되짚어본다면 40년 정도에 불과하다. 정부는 기초과학 역량을 육성하기 위해 적극 나서고 있다고 강조하고 있다. 이에 <뉴스핌>은 우리나라 기초과학의 현주소를 짚어보고 향후 과제를 점검해 본다.

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = "과학이 돌아왔다.(Science is Back)" 지난 4월 22일 지구의 날을 맞아 조 바이든 미국 대통령은 트위터에 이렇게 적었다. 올해 초 과학기술국장으로 에릭 랜더를 지명한 가운데 바이든 대통령은 편지를 보냈다. 지난 75년간 미국이 압도적인 과학기술의 우위를 차지했고 앞으로 75년 동안 최강의 과학기술력으로 미국이 미래를 이끌어가게 해달라는 간절한 마음을 전했다. 

중국과의 기술패권 경쟁이 치열해지는 가운데 과학기술이야말로 국가의 비전을 일구고 경쟁에서 살아남을 수 있다는 메시지인 셈이다. 과학기술에서도 원천기술에 초점이 맞춰진다. 

우리나라 역시 마찬가지다. 기초연구를 통해 발굴해낸 원천기술은 한국 산업을 국제사회의 중심에 가져다놓는다. 반도체가 그랬다. 소부장(소재·부품·장비) 역시 원천기술 없이는 수출 위협을 겪을 수 있다는 사실을 일깨워줬다. 이제는 양자기술에 이르기까지 원천기술 없이는 국제사회의 들러리로 전락할 수 있다는 위기감이 또다른 기회를 만들어주고 있는 상황이다.

미·중 기술 패권경쟁 속 첫째도 둘째도 셋째도 '반도체'

바이든 미 대통령 취임 이후 미·중 기술패권 경쟁이 본무대에 올랐다. 첫번째 전장은 반도체 시장이다. 미국과 중국 모두 앞다퉈 반도체 기술 개발에 앞장서다보니 수출 효자 업종인 우리나라 반도체 산업이 위축되고 있다.

미국, 중국을 비롯해 글로벌 반도체 기술패권 경쟁이 치열해지고 있으며 주요 반도체 기업들 역시 투자를 확대하는 분위기다.

미중 기술 패권 시장의 첫번째 전장이 된 반도체 시장에서 우리나라의 원천기술 확보는 어느 때보다도 절실하게 됐다. [자료=게티이미지뱅크] 2021.09.24 biggerthanseoul@newspim.com

미국은 국가반도체기술센터를 설립하고 인프라‧연구개발(R&D)에 228억 달러를 지원한다. 중국은 오는 2025년까지 반도체 자급률의 목표를 70%로 수립하고 1조위안(약 170억원)을 지원한다. 2021~2025년 14차 5개년 경제계획에 고부가가치 반도체 산업 육성도 포함했다.

유럽연합 집행위원회는 2030년까지 성공적인 디지털  전환을 목표로 하는 '2030 디지털 컴퍼스'를 발표, 반도체 점유율을 10%에서 20%로 상향할 계획이다. 대만은 2030년까지 반도체 생산액 5조 대만달러에 도달하는 것을 목표로 소재·장비의 국산화를 지원한다. 일본은 올해 반도체 경쟁력 회복을 위해 경제산업성 주도의 '반도체 전략'을 발표한 바 있다.

우리나라도 끊임없이 준비해오긴 마찬가지다. R&D를 보더라도 대규모 예타 사업 및 미래 유망분야 사업 등 반도체 분야의 원천기술 확보를 위한 선제적인 투자가 필요하다는 데 공감하고 있다. 차세대지능형 반도체기술 개발(2020~2029년) 1조96억원, PIM 인공지능 반도체 핵심기술 개발(2022~2028년) 4027억원, 차세대 화합물반도체 핵심기술 개발(2022~2026년) 475억원 등이 R&D 사업이다.

인재양성도 이어져왔다. 인공지능(AI)‧사물인터넷(IoT)‧바이오메디컬 등에 특화돼 소자‧설계 등 반도체 전주기에 능통한 석‧박사급 고급 융합인재를 그동안 키워왔다. 시스템반도체 융합전문인력 육성을 위해 2020년부터 2026년까지 480억원을 투입한다.

지난 5월에는 K-반도체 전략을 통해 ▲제조‧소부장‧장비‧패키징‧설계 포괄 K-반도체 벨트 조성 ▲세제‧금융‧규제‧기반 등 반도체 인프라 지원 확대 ▲인력 양성‧협력 생태계‧차세대 기술개발로 성장기반 강화 ▲지원체계‧차량용 반도체‧기술안보‧탄소중립 등 위기대응력 제고 등에 나섰다.

여전히 풀어내야 할 숙제도 만만치 않다. 

우선 대형 예타사업(차세대 지능형,PIM)으로 1펩타플롭스(PFLOPS), 1mW급 지능형 반도체를 위한 핵심 원천기술 확보와 함께 세계 최고 수준 메모리연산수행(PIM) 반도체 시제품 개발을 목표로 두고 있다. 차세대 화합물반도체 핵심기술 개발의 경우, 통신‧전력‧센서‧에너지 변환 등 4대 분야에서 활용될 반도체의 에피(Epi) 소재 및 소자 원천기술 확보가 관건이다.

시스템반도체 융합전문인력 육성 차원에서 AI, IoT, 바이오, 자동차, 에너지 등 5대 분야의 석‧박사급 고급 융합인재 700명 육성에도 정부가 팔을 걷고 있다. 팹리스(Fabless) 등 산업계와의 교육과정 운영 협력 및 '칩 경진대회' 개최 등 양성센터 참여 학생 간 교류 프로그램 내실화도 향후 원천기술 강국을 위해 실현해야 할 과제다.

산업 위협 극복 위한 서플라이체인 정비...'소부장이 생명'

느닷없이 찾아온 코로나19 사태로 서플라이체인이 엉망이 됐다. 더구나 지난해까지만 하다러도 일본의 소부장에 대한 수출금지가 이어지는 바람에 반도체 개발에도 위기가 찾아왔다. 

나노분야의 경우, 나노융합기술, 스마트센서, 접착·코팅·필름, 레이저, 첨단세라믹 등 다양한 분야에서 원천기술로 주목을 받는다. 그만큼 우리나라가 확보해야 할 기술이 더 많아졌다는 얘기다.

임혜숙 과학기술정보통신부 장관이 지난 7월 7일 오전 경기도 고양시 일산서구 킨텍스에서 열린 '나노코리아 2021 개막식' 에 참석해 기념사를 하고 있다. [자료=과학기술정보통신부] 2021.09.24 biggerthanseoul@newspim.com

소부장의 저력을 찾기 위해 정부도 쉼없이 달려왔다. 과학기술정보통신부 과학기술혁신본부는 소부장 R&D핵심품목(100+85)과 미래선도품목(65) 선정‧관리, R&D예산 배분, 기술특위 운영 등 소부장R&D컨트롤타워 역할에 대한 수행에 여념이 없었다.

과기부 1차관실 역시 R&D핵심품목 기술 자립화 및 미래선도품목 선제 확보와 소부장‧나노 R&D기반 구축‧고도화‧활용 등을 지원해 왔다. 그 결과 소재분야 기술력은 선도국 대비 70% 수준(2018년)에서 80%이상(2020년)으로 향상됐다. 반도체, 이차전지는 선도국 대비 90% 이상으로 세계 최고 수준을 유지해오고 있다.

과학기술논문인용색인(SCI)급 논문 2171건, 특허출원 1570건(국내 1148건, 국외 386건), 특허등록 466건(국내 407건, 국외 59건), 기술이전 164건, 기술료 99억원 및 기업 지원 서비스 3만6403건 등의 성과도 낳았다. 이와 함께 영구자석용 희토류 일부 대체 소재, 반도체용 미세 도금 소재, 수소연료전지용 핵심 소재 등 개발을 통해 수입의존도 100% 소재에 대한 자립화 가능성을 확보하고 검증을 진행중이기도 하다.

이를 토대로 100+85개 R&D 핵심품목 자립화를 위한 국가핵심소재연구단과 65대 미래선도품목 중심의 첨단소재 확보를 위한 미래기술연구실도 확대해야 한다는 과제가 남는다. 정부의 목표는 국가핵심소재연구단을 올해 57개에서 2025년까지 100개로 확대한다는 것이다. 미래기술연구실 역시 올해 34개에서 2025년에는 100개까지 키워내겠다는 의지도 보인다.

임혜숙 과기부 장관 역시 지난 7월 열린 '나노코리아 2021' 행사에 참여해 "나노기술은 범용기술로서 다양한 기술·산업에 적용 가능할 뿐더러 소부장·반도체·탄소중립·코로나 등 글로벌 이슈 해결에도 결정적으로 기여하게 될 것"이라고 강조한 바 있다.

4차산업혁명의 '꽃' 양자과학...'도전적 원천연구 필승해야'

감히 따져볼 수도 없는 수준이다. 100만년 걸리는 암호해독을 10시간만에 끝낸다. 양자기술을 활용하는 데 여전히 제한적이다. 다만 범용성을 지니게 된다면 PC, 인터넷, 스마트폰 등과 같이 세상을 바꿔놓을 수 있는 기술이라는 점에서는 전 세계가 공감한다. 

양자기술은 20세기 초 양자물리의 발견으로 나노미터(원자 이하) 수준의 미시 세계에서 나타나는 양자물리적 특성을 활용한 기술·산업의 발달을 유도했다. 이후 2000년대 들어 '중첩', '얽힘' 등 양자 특성을 정교하게 구현·제어하면서 새로운 게임체인저로 올라섰다. 4차 산업혁명시대로 들어서면서 데이터처리량(AI, 블록체인, IoT 등)의 폭발적인 증가로 양자기술에 대한 관심이 급증하게 됐다.

중첩, 얽힘 등의 양자물리적 특성을 컴퓨팅, 통신, 센서에서 구현하면 ▲기존 대비 1경(京) 배 빠른 초고속 연산 ▲정보탈취를 원천 차단하는 초신뢰 보안 ▲불가능하던 영역까지 측정하는 초정밀 계측이 가능해져 미래 산업생태계의 판도를 바꿀 것으로도 기대된다. 이렇다보니 2030년에야 장기 상용화가 예상되는 상황에도 세계 주요국들은 양자기술의 전략기술화에 팔을 걷어붙였다.

과학기술정보통신부는 지난 6월 30일 경기도 수원시 한국나노기술원에서 미래양자융합포럼 창립총회를 열고 양자 분야 연구결과의 산업적 활용 촉진을 통한 기반 생태계 조성에 나섰다. [자료=과학기술정보통신부] 2021.09.24 biggerthanseoul@newspim.com

초고속 컴퓨팅을 의미하는 양자컴퓨팅의 경우, 2010년 전후로 IBM, 구글 등 글로벌 IT기업들이 그 가능성에 주목하고 기술경쟁에 뛰어들면서 급속히 기술이 진보하고 있다. 이런 가운데 오는 2030년대 후반에 들어 본격적으로 상용화될 것으로 예상된다.

초신뢰 보안을 의미하는 양자통신은 6세대통신(6G), 항법위성 등 커져가는 위성통신 정보유출 우려에 대응하고, 자율주행 등 다양한 IoT 환경, 국방분야 등에서 안전한 정보 송수신을 가능케 할 것으로 기대된다. 2020년대 중반 이후 통신·네트워크 서비스, 암호인증 및 데이터 보안을 중심으로 본격적인 상용화 시장 형성될 것으로 전망된다.

초정밀 계측인 양자센서 분야는 대부분의 양자센서가 실험실 단계에서 가능성을 입증한 수준으로 중력, 자기장, 이미징 센서 위주로 정밀도·분해능을 향상시키고 있다. 실제 활용을 위한 소형화, 저전력화, 저가격화 등 최적화 연구가 진행중이다. 자기장·중력센서는 GPS·의료 등 일부 분야에서 상업적으로 이용이 가능하며 잠수함 운행, 스텔스 탐지 등 국방분야에서 전략기술로서 중요성이 높아진다.

여전히 갈 길은 멀다. 우리나라는 R&D 후발국으로 15~20년 넘게 꾸준히 투자해온 선도국에 비해 기술 수준이 낮고, 인력 및 인프라 등 기반이 미흡하다. 기술수준은 최선도국(미국‧EU) 대비 약 81.3% 수준이다. 

국내 양자 R&D 투자는 초기단계로 정부 주도로 추진 중이며 전용사업들이 생기기 시작한 2019년을 기점으로 급증한 정도다. 학문적 난도가 높고, 국내 시장의 부재로 양자기술에 대한 지식과 노하우를 갖춘 양자 특화 전문인력이 절대적으로 부족하다.

미흡한 기술 수준을 보강하기 위해 지난 4월 30일 범부처 '양지기술 R&D 투자 전략'을 마련한 것은 상당히 긍정적이라는 평가를 받는다. 이를 통해 2030년대 양자기술 4대 강국 진입 목표로 ▲원천연구 강화 ▲전문인력 확보 및 국내외 협력기반 구축 ▲특화 연구 인프라 확충 ▲양자기술 활용 촉진 등 4대 중점전략도 기대된다.

예산 투입도 이어진다. 양자분야에 대한 정부 R&D 투자는 올해 657억원에서 내년 1025억원으로 확대됐다. 정부는 50큐비트급 한국형 양자컴퓨팅시스템을 조기에 구축하겠다는 목표를 두고 있다. 

미국과의 협업도 국내 양자 원천기술 확보에 힘을 보태줄 것으로 보인다. 이창윤 과기부 기초원천연구정책관은 "지난 5월에 개최된 한‧미 정상회담의 후속조치를 통한 양국간 협력을 확대하고 이를 바탕으로 다자간 국제협력 체계에 참여해 글로벌 기술 블록화에 적극적으로 대응해 나갈 것"이라고 강조했다.

biggerthanseoul@newspim.com

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강의구, 1심서 실형…법정 구속 [서울=뉴스핌] 홍석희 기자 = 12·3 비상계엄 선포문 표지를 사후에 만들고 보관한 혐의로 기소된 강의구 전 대통령실 부속실장이 1심에서 징역형을 선고받았다. 강 전 실장은 증거 인멸과 도망을 우려로 법정에서 구속됐다. 서울중앙지법 형사합의30부(재판장 박옥희)는 28일 오후 허위 공문서 작성·행사, 공용물 손상, 대통령기록물에 관한 법률 위반 등 혐의를 받는 강 전 실장에게 징역 1년 6개월을 선고하고, "증거 인멸과 도망의 우려가 있다"며 구속영장을 발부했다. [서울=뉴스핌] 사진공동취재단 = 강의구 전 대통령실 부속실장이 28일 오후 서울 서초구 서울중앙지방법원에서 열린 사후 계엄 선포문 허위 작성 1심 선고 공판에 출석하고 있다. 2026.05.28 photo@newspim.com 강 전 실장은 비상계엄 해제 후인 2024년 12월 6일 한덕수 전 국무총리, 김용현 전 국방부 장관이 사전에 부서하고 윤석열 전 대통령이 서명한 문서에 따라 비상계엄을 선포한 것처럼 허위 계엄 선포문을 작성한 혐의로 기소됐다. 해당 사후 문건은 한 전 총리, 김 전 장관, 윤 전 대통령 순으로 서명이 이뤄졌고, 강 전 실장 사무실에 보관된 것으로 조사됐다. 내란 혐의 수사가 본격화하자 한 전 총리로부터 "사후에 문서를 만들었다는 것이 알려지면 또 다른 논쟁을 낳을 수 있으니 내가 서명한 것을 없었던 것으로 하자"라는 말을 듣고 해당 문건을 파쇄한 혐의도 받는다. 재판부는 사후에 작성된 계엄 선포문이 허위 공문서에 해당하며, 강 전 실장에게 허위 공문서를 작성하려는 고의가 있었다고 판단했다. 재판부는 "계엄 선포의 절차적 적법성을 증명하고 계엄 선포문 표지가 공개되는 상황을 대비하기 위해 작성한 이상 (문서) 행사의 목적을 부정할 수 없다"고 판시했다. 이 밖에 계엄 선포문 파쇄와 관련한 공용서류 손상·대통령기록물법 위반 혐의도 유죄로 인정됐다. 다만 재판부는 "문서 보관 행위만으로는 해당 문서의 신용을 해할 위험이 발생했다고 볼 수 없다"며 허위 공문서 행사 혐의는 무죄로 판단했다. 재판부는 양형과 관련해 "피고인은 대통령을 지근거리에서 보좌하는 고위 공무원으로서 대통령의 직무수행을 올바르게 보좌해야 한다"며 "그럼에도 피고인은 이 사건 계엄 선포가 위헌·위법하다는 지적이 제기되고, 대통령 탄핵 소추안이 발의된 엄중한 상황에서 윤석열 등의 서명을 받아 허위 공문서를 작성했다"고 질타했다. 이어 "피고인은 윤석열의 사전 지시가 없었는데도 계엄 선포문의 표지 형식을 작성하고 윤석열 등의 서명을 받아 각 범행의 주요한 실행행위를 담당했다"며 "피고인의 직위와 역할을 비춰볼 때 죄책이 무겁다"고 덧붙였다. 재판부는 선고 이후 증거 인멸 및 도망 우려 등으로 강 전 실장에게 구속영장을 발부했다. 강 전 실장 측 변호인은 "사실관계를 다 인정하고 법리적으로 다퉜고 증거, 증인에 대해서도 동의했다"며 "법리적으로 다툴 여지가 있으니 불구속 상태에서 재판받게 해 달라"고 했다. 강 전 실장도 "저는 증거 인멸과 도주에 대한 의사가 전혀 없다"고 항변했으나 재판부는 "피고인이 범행을 다투고 있고 1년 6개월이라는 가볍지 않은 형이 선고됐다"며 받아들이지 않았다. hong90@newspim.com 2026-05-28 15:27
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신네르, 롤랑가로스 2회전 탈락 [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 세계 테니스계를 호령하던 얀니크 신네르(24·이탈리아·1위)가 파리의 가혹한 폭염과 갑작스러운 컨디션 난조로 커리어 그랜드슬램 도전이 물거품됐다. 신네르는 28일(현지시간) 프랑스 파리 롤랑가로스 스타디움에서 열린 2026 프랑스오픈 남자 단식 2회전에서 세계 56위 후안 마누엘 세룬돌로(24·아르헨티나)에게 세트 스코어 2-3(6-3, 6-2, 5-7, 1-6, 1-6)으로 대역전패했다. 톱시드를 받은 선수가 이 대회 3라운드 이전에 탈락한 것은 2000년 안드레 애거시(미국) 이후 무려 26년 만이다. [파리 로이터=뉴스핌] 박상욱 기자=신네르가 28일(현지시간) 2026 프랑스오픈 남자 단식 2회전 경기 중 더위를 식히고 있다. 2026.5.29. psoq1337@newspim.com 경기 초반은 신네르의 독무대였다. 강력한 스트로크를 앞세워 1, 2세트를 손쉽게 따냈다. 3세트에서도 게임 스코어 5-1까지 달아나며 완승을 눈앞에 뒀다. 그러나 파리의 30도를 웃도는 폭염 속에서 비극이 시작됐다. 심한 어지럼증과 메스꺼움을 느낀 신네르는 급격한 체력 저하와 함께 다리 경련 증세를 보였다. 코트를 떠나 메디컬 타임아웃까지 요청했으나 한 번 무너진 몸은 회복되지 않았다. 신네르가 중심을 잃자 세룬돌로는 끈질긴 수비와 집요한 톱스핀 샷으로 상대를 흔들었다. 몸이 굳어버린 신네르는 마지막 20게임 중 단 2게임만 따내는 빈공 속에 급격히 무너졌다. 이 경기 전까지 올 시즌 인디언웰스, 마이애미, 몬테카를로, 마드리드, 로마까지 'ATP 마스터스 1000' 시리즈 5개 대회를 연속 석권하며 30연승을 달리던 신네르의 무패 행진도 허무하게 마감됐다. 지난해 파리 마스터스 우승을 포함하면 마스터스 1000 시리즈 6개 대회 연속 우승이라는 대기록의 중단이다. [파리 로이터=뉴스핌] 박상욱 기자=신네르가 28일(현지시간) 2026 프랑스오픈 남자 단식 2회전에서 패한 뒤 경기장을 떠나고 있다. 2026.5.29. psoq1337@newspim.com 경기 후 신네르는 "최근 많은 경기를 치르며 회복할 시간이 부족했고 아침부터 몸이 무거웠다"며 "3세트 이후 에너지가 완전히 떨어지며 흐름을 잃었다"고 아쉬움을 삼켰다. 대어를 낚은 세룬돌로 역시 "그에게 정말 힘든 상황이었다. 솔직히 운이 따랐고 신네르가 빨리 회복하길 바란다"며 위로를 건넸다. 이번 이변으로 지난 2024년 호주오픈을 기점으로 이어져 온 신네르와 카를로스 알카라스(스페인·2위)의 '메이저 독식 체제'는 잠시 멈추게 됐다. 지난 9개의 메이저 대회를 양분했던 알카라스가 손목 부상으로 대회 전 기권한 데 이어 신네르마저 조기 탈락하며 롤랑가로스는 한 치 앞을 알 수 없는 혼전 양상으로 접어들었다. [파리 로이터=뉴스핌] 박상욱 기자=세룬돌로가 28일(현지시간) 2026 프랑스오픈 남자 단식 2회전에서 승리한 뒤 팬들에 인사하고 있다. 2026.5.29. psoq1337@newspim.com 번번이 이들에게 밀렸던 노박 조코비치(세르비아)의 통산 25번째 메이저 우승 대기록 도전과 메이저 대회 준우승 단골이었던 알렉산더 즈베레프(독일), 캐스퍼 루드(노르웨이) 등 강자들의 왕좌 탈환 경쟁이 본격적인 막을 올렸다. 특히 조코비치가 이번에 정상에 오르면 남녀 테니스를 통틀어 '역대 메이저 단식 최다 우승'이라는 전인미답의 이정표를 세우게 된다. psoq1337@newspim.com 2026-05-29 08:03
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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