‘차세대 성장 동력을 찾아라.’ 과연 5∼10년 뒤에도 한국을 먹여 살릴 산업과 기술은 있는 것일까. 1, 2년 사이에 뭔가 돌파구를 열어야 한다는 위기 의식이 부쩍 높아졌다. 최근 정부가 최종 도출한 차세대 성장 동력 추진 방안은 이런 위기감의 산물이다. 차세대 성장 동력이란 단순 기술이 아닌, 기술을 사업화해 경제적 가치를 실현할 수 있는 품목 혹은 산업을 말한다. 10대 산업은 미래형 자동차, 차세대 반도체, 디스플레이, 차세대 이동통신, 지능형 홈네트워크, 디지털 텔레비전·방송, 지능형 로봇, 디지털 콘텐츠·소프트웨어 솔루션, 차세대 전지, 바이오 신약·장기이다. 국내 산업의 경쟁력, 세계 시장 전망, 기술 변화 추세, 부가 가치 창출에 대한 잠재력, 사업화 가능성, 고용 창출 효과라는 여섯 가지 기준에 따라 선정한 것이다. 산·학·연·관의 협력과 지원 체계를 강구하고 있는 정부는 2004년 총 5천억원의 예산을 확보했다. 차세대 기술 개발에 진력하고 있는 기업 현장을 찾아가 보았다.
한국인 일곱 사람이 2003년 8월 미국 코네티컷 주 하트포드 시를 방문했다. 이들이 찾은 곳은 플랫앤휘트니 항공기 엔진과 시코르스키 헬리콥터를 생산하는 방산업체 UFC 산하 연료전지 개발업체인 UTCFC 본사였다. UTCFC에 파견된 한국인들은 현대·기아 자동차의 연료전지개발팀 소속 연구원들이었다. 원정대가 회사로부터 부여받은 특명은 국내 최초가 될 연료전지차 개발.
원정대는 하트포드 시내 모텔에 가서 잠깐 눈을 붙이는 시간을 빼고는 하루 20시간 이상 UTCFC 연구실에서 보냈다. UTCFC 관계자들이 매일 새벽까지 일하는 한국 연구원들이 산업 스파이가 아닐까 의심해 감시자를 붙일 정도였다. 이 회사의 ‘협조’와 ‘감시’를 두루 받으면서 보낸 지 2개월째. 이들은 큰일을 냈다. 2003년 4월24일 현대자동차 김동진 부회장이 UTCFC 얀 반 도쿰 사장과 연료전지 공동 개발에 합의한 지 불과 6개월 만에 연료전지차를 개발한 것이다.

국산 연료전지차, 죽음의 계곡에서 일본 차 눌러

현대자동차가 UTCFC와 공동 개발에 나선 것은 발전 시스템 기술을 이들이 확보하고 있어서였다. 현대·기아 자동차 연구개발본부 임태원 연료전지차 개발팀장(42)이 찐빵의 팥소라고 비유할 정도로 발전 시스템은 연료전지차의 핵심 부문인데, 제품 가격의 70%를 차지한다. 수소·물·공기의 순환 시스템을 개발하고 차량 제작을 맡은 현대는 이제 발전 시스템을 개발하는 기술도 상당수 확보했다.

완성차 생산을 눈앞에 둔 지금 임팀장에게는 지난 6개월 동안 연구원 50여 명과 함께 동고동락했던 순간이 주마등처럼 스쳐갔다. 그들이 맞닥뜨렸던 첫 번째 난관은, 갑자기 시동이 꺼지는 일이었다. 원인을 찾으려고 차를 전부 분해해 모든 부품과 소프트웨어의 결함을 하나하나 찾을 수밖에 없었다. 임팀장은 특히 미국 캘리포니아에 있는 ‘죽음의 계곡(데스밸리)’에서의 경험을 잊지 못한다. 과연 47℃의 혹서에서 차가 제대로 달릴 수 있을까. 데스밸리를 관통하는 동안 현대가 만든 연료전지차는 끝까지 더위를 견뎌냈지만, 함께 시험 주행에 참여한 일본 업체 차는 중간에 서 버렸다. 임팀장과 대원 일곱 사람은 서로 부여안고 뜨거운 눈물을 흘렸다. 지난해 6월 독자적으로 결행한 시험 주행에서는 엔진 열과 복사열을 제대로 냉각하지 못해 중간에 ‘퍼져’버렸던 것이다.

‘미쉐린 비벤더’에 참여했던 일도 빼놓을 수 없다. 타이어업체 미쉐린이 해마다 주최하는 이 행사에는 전세계 자동차 업체가 개발한 연료전지차들이 참가해 성능과 안전성을 견준다. 2003년 행사에서 끝까지 살아 남은 것은 현대자동차와 혼다자동차뿐이었다. 연료전지차의 선두 업체인 도요타·GM·포드·폴크스바겐이 중도 포기하는 이변이 일어난 것이다. 현대는 소음과 제동 부분에서 혼다에 뒤졌지만, 주행성·이산화탄소 배출·연비에서는 혼다와 함께 최고 점수인 A를 받았다. 개발 경험이 일천한 신참으로서는 기대 이상의 성적표였다.

하지만 앞으로 해결해야 할 과제가 수두룩하다. 연료전지차는 혹한기에 바깥에 세워둘 수 없다. 연료전지 내부에 있는 양이온 교환막에 물이 들어 있는데, 기온이 영하로 내려가면 얼기 때문이다. 교환막 속의 물이 얼면 수소 양자가 통과하지 못해 전지 수명이 뚝 떨어진다.

임팀장과 팀원들은 영하 10℃에서 외부에 주차할 수 있고, 영하 20℃에서 주행할 수 있는 연료전지차를 개발하는 일에 몰두하고 있다. 나노 기술을 활용해 산소와 수소의 화학 반응을 촉진하는 백금 사용량을 줄이는 것도 임팀장과 팀원들의 당면 과제다. 2010년까지 현재 0.8㎎인 사용량을 0.1㎎까지 줄이지 못하면 미국에 수출할 수 없다.
연료전지차 개발은 ‘글로벌 톱 5’를 꿈꾸는 현대자동차에 절체절명의 과제였다. 자동차 주력 시장인 미국과 유럽의 배출 가스 기준이 엄격해지면서 앞으로 5년 안에 극초저량 배출 가스 차량이 아니면 수출이 불가능해지기 때문이다. 미국 에너지부 예측에 따르면, 2030년께는 기존 내연기관 자동차는 더 생산되지 않는다. 수요의 절반을 하이브리드 자동차가, 20% 이상을 연료전지차가 대체할 것이라는 예측이다. 현대자동차로서는 연료전지차와 하이브리드 차를 개발하지 않으면 미래가 없는 것이다.

삼성에 현대의 연료전지차 같은 것이 차세대 반도체의 하나인 시스템온칩(SoC)이다. 삼성전자는 한국 최대 IT(정보 기술) 기업이자 글로벌 기업이지만, 그들은 이미 수년 전부터 차세대 반도체 개발에 뛰어들었다. 삼성전자 SoC연구소 이동훈 상무(46)는 홈플랫폼 부문의 시스템온칩 개발을 책임지고 있다. 도시바반도체 미국 법인에서 근무하던 이상무가 2002년 5월 삼성의 스카우트 제의를 받아들인 것은 엔지니어로서의 꿈을 모국에서 이루고 싶었기 때문이다.

삼성 역시 그가 휴렛패커드와 IBM, 필립스 반도체를 거치며 축적한 시스템온칩에 대한 경험을 높이 샀다. 한국은 D램으로 대표되는 메모리 반도체의 절대 강자이지만, 비메모리 분야에서는 아직 갈길이 멀다. 비메모리 반도체 제품의 90% 이상을 수입에 의존하고 있는데, 그 가운데 많은 것이 시스템온칩이다. 시스템온칩이라는 핵심 부품을 갖고 있느냐 여부는 곧 핵심 경쟁력과 직결된다. 25명이던 연구 인력을 현재 1백20명으로 늘리고 전열을 재정비한 이상무의 첫 작품은 2003년 초 이글칩이라고 명명한 시스템온칩. 디지털 텔레비전과 셋톱박스에 장착하는 칩이었다. 첫 작품을 워낙 고생스럽게 만들어낸 덕분인지 그 해 11월 말에 내놓은 시스템온칩 개발은 한결 수월하게 느껴졌다. 그만큼 개발 역량이 쌓인 것이다.

삼성 “시스템온칩의 진수를 보여주마”

이상무의 다음 작품은 2004년 상반기에 나온다. 모델명과 정확한 출시 시기 등 모든 것이 비밀에 부쳐져 있다. 이상무는 시스템온칩의 진수를 보여주겠다고 귀띔한다. 현재까지 나온 시스템온칩은 정확히 말하면 시스템온칩이 아니다. 그리로 가고 있을 뿐이다.‘시스템을 하나의 칩으로 구현한다’는 취지를 충족하지 못한 셈인데, 이상무는 디지털 텔레비전 같은 세트에 현재는 칩을 3개 혹은 2개 넣고 있는데, 2004년에는 칩 하나로 해결하겠다는 결기를 보였다.

시스템온칩 개발이 어려운 것은, 이상무의 표현을 빌리자면, 시스템온칩이 ‘종합 예술’이기 때문이다. 텔레비전과 핸드폰 같은 세트 시스템을 하나의 칩으로 구동하려면, 칩을 설계하는 과정에 수많은 시스템과 소프트웨어 관련 지식이 필요하다. 삼성이라는 반도체 생산업체가 이 모든 지적 재산을 갖고 있지도 않다. 그래서 바깥에 흩어진 지식들을 어떻게 통합 관리하느냐가 중요하다. 또 어렵사리 설계에 성공해도 공정 기술이 받쳐주지 않으면 소용이 없다. 게다가 시스템온칩의 고객인 세트메이커들의 요구는 날로 높아간다. 모든 것을 칩으로 해결해 주기를 기대하는 것이다.

삼성 기술력의 산실인 삼성종합기술원 길영준 상무(48)는 기술 전략 전문가. 길상무는 삼성이 머지 않아 열릴 지능형 네트워크 시장에서 강자로 떠오르기 위해 이를 뒷받침하는 부품과 소재 관련 연구에 박차를 가하고 있지만, 1차 과제는 현재의 주력 상품인 반도체와 디스플레이를 반석에 올려놓는 일이라고 말한다. 삼성전자가 시스템온칩 외에 데이터의 저장 영역을 금속 원소로 만들어낸 메모리 반도체인 P램과 M램, F램 개발에 진력하고 있는 것도 모바일과 네트워크 중심의 새로운 시장이 열리고 있기 때문이다. 이미 F램은 개발해 상용화를 앞두고 있다.
반도체가 ‘IT산업의 쌀’이라면 디스플레이는 ‘IT산업의 창’이다. 디스플레이의 양대 축은 PDP와 LCD패널. PDP와 LCD는 차세대 품목이라고 부르기 어려울 만큼 이미 실험실 밖으로 뛰쳐나와 있다. 디지털 기술이 발전하고 소비가 고급화하면서 2003년 들어 수요가 폭증하고 있기 때문이다.

삼성SDI PDP 본부 허은기 차장(이학박사)은 2002년까지만 해도 과연 PDP가 뜰까 반신반의했다. 그러나 이런 의문은 눈 녹듯 사라졌다. 삼성SDI는 2003년 12월 2라인을 본격 가동해 생산량을 월 13만대로 크게 늘렸지만 주문량의 절반도 공급하지 못하고 있다. 이미 직원들은 성탄절과 설날 휴가를 반납했다.

뭔가 새로운 것을 개발하려는 사람들이 대개 그렇듯 1996년 열 번째 PDP 연구 인력으로 입사한 허차장에게도 상당 기간 집은 잠깐 다니러가는 곳이었다. 1997년 21인치 시제품 개발은 그와 연구실 동료들의 첫 번째 땀의 결정체였다. 그후 42인치와 50인치, 그리고 2003년 63인치 개발에 성공하면서 삼성SDI는 LG전자와 함께 PDP의 최강자로 떠올랐다.
허차장은 첫 양산에 들어갈 때인 2001년을 잊지 못한다. 실험실과 테스트라인에서는 멀쩡했는데 정작 양산 라인에 보내자 별안간 소음이 커지고 추운 곳에서 화질이 떨어지는 문제가 발견된 것이다. ‘크고 싸게, 그리고 밝게’를동시에 만족시킨 PDP 패널을 개발하는 것은 그의 2004년 과제다.

삼성SDI의 국내 경쟁자는 LG전자와 오리온PDP이지만, 최초 개발국답게 일본은 FHP 등의 업체들이 기술력을 바탕으로 시장의 60%를 차지하고 있다. 타이완 업체들의 추격도 시작되었다. 삼성전자와 LG필립스LCD의 각축장인 LCD 패널도 1995년 양산을 시작한 이후 연평균 23%씩 성장하면서 수출 주력 품목으로 떠올랐다.

‘생포된 후세인’ 비춘 PDP TV는 LG 제품

디스플레이 가운데 차세대 성격이 좀더 강한 것은 유기EL과 차세대 광원으로 각광받고 있는 LED. 유기EL이 핸드폰용 차세대 액정 화면으로 떠오른 것은 어떤 디스플레이보다 응답 속도가 빨라 완벽한 동영상을 구현할 수 있기 때문이다. 핸드폰과 디지털 카메라, 자동차 계기판, 게임기 같은 1∼3인치 중소형 모바일 제품에 쓰이고 있는 유기 EL 부문에서는 삼성SDI와 LG전자가 치열하게 경합하고 있으며, SKC와 코오롱도 이 시장에 막 뛰어들었다. 세계적인 강자는 파이오니어·산요·소니 같은 일본 업체. 최근에는 중국과 타이완 업체들도 LCD와 PDP에서는 뒤졌지만 유기EL에서만은 밀리지 않겠다며 추격에 나섰다. 해상도가 높고 화면을 크게 만드는 이점이 있는 능동형 유기EL 기술은 아직 대부분의 업체가 개발 단계인, 그야말로 차세대 품목이다.
디스플레이를 만드는 신소재 등이 디스플레이 산업의 후방 산업이라면, 핸드폰과 디지털 텔레비전 따위는 디스플레이의 전방 산업이다. 2001년 형성되기 시작한 디지털 텔레비전 시장은 디스플레이와 마찬가지로 2003년 들어 폭발적으로 성장하고 있다.

LG전자 영상제품연구소 권기필 실장(43)은 디지털 텔레비전 개발의 야전 사령관. 권실장은 2003년 12월14일 미국 폴 브레머 이라크 행정관이 후세인 생포를 알리는 긴급 기자 회견을 보면서 눈이 번쩍 뜨였다. 후세인을 비추는 60인치 PDP 텔레비전 때문이었다. ‘제니스’ 브랜드인 이 제품은 권실장이 연구원 3백여 명과 개발해 미국 국방부에 납품한 것이다.

19년 간이나 텔레비전 개발에 매달렸건만 권실장에게 디지털 텔레비전 개발은 난공불락의 요새 같았다. 축적된 기술도 인력도 없는 척박한 환경에서 그는 연구원들과 오직 투지 하나로 버텼다. 그래서 더욱 기쁨이 컸을까. 권실장은 2001년 10월 베이징따파띠엔(北京大飯店)에서 60인치 PDP 텔레비전 신제품 발표회를 하면서 복받치는 감정을 억누를 수가 없었다. 그들이 개발 과정에서 겪은 가장 큰 어려움은 전원부 설계였다. PDP 텔레비전은 전력 소모가 많기 때문이다. 전력을 과다 사용하면서 발생하는 열을 처리하는 것도 골칫거리였다.

차세대 기술의 키워드는 통합화, 복·융합으로 표현된다. 가전과 통신 기술, 거기다 건축 기술과 휴먼 인터페이스 기술이 융합된 홈네트워크가 좋은 예다. LG전자 디지털어플라이언스 연구소 왕대성 주임 연구원(29)은 홈네트워크는 진화의 산물이라고 말한다. IT 기술이 발달하면서 가전 제품이 디지털화하고 여기에 더 편리하고 안락한 것을 찾는 소비자의 욕구가 결합하면서 이 분야 연구자들이 가정 내의 정보가전 기기를 네트워크로 연결할 생각을 하게 되었다는 것이다. 이에 따라 언제 어디서나 원하는 서비스를 제공받는 네트워크 환경인 이른바 ‘유비쿼터스’ 시대가 성큼 다가왔다. 이미 타워팰리스나 LG 자이 아파트 같은 고급 아파트에는 디지털홈이 선보였지만, 홈네트워크가 새롭게 형성되는 비즈니스인 것은 틀림없다. 왕연구원은 현재는 인터넷 냉장고나 핸드폰, PDA, 똑똑한 텔레비전 같은 기기가 있어야 되지만 영화 <마이너리티 리포트>에서처럼 벽에다 얘기하면 척척 일이 해결되고 로봇이 시중을 드는 날이 올 것이라고 내다본다.
10대 성장 동력 가운데 하나인 지능형 로봇도 기술 통합화의 산물이다. 기계 기술에 전자·통신 기술, 여기다 제어 기술과 인공지능 기술까지 겹쳐야 똑똑한 로봇을 만들 수 있는 것이다. 지능형 자동차 역시 마찬가지다. 자동차 제조 기술은 기본이고 여기에 정보 통신 기술과 환경 기술(ET)이 접목되고 신소재와 텔레매틱스 기술까지 결합해야 비로소 자동차는 똑똑해진다.

현대모비스 텔레매틱스연구부 노용규 이사(49)는 미래형 자동차의 출현을 앞당길 주역 가운데 한 사람이다. 2003년 9월 엑스라이드라는 이름의 텔레매틱스 시스템을 개발했기 때문이다. 개발에 성공하기까지 지난 2년 간은 노이사나 연구진 80여 명에게 그야말로 고난의 연속이었다. 특히 2003년 4월부터 9월까지 연구진은 개별 모듈을 한 시스템으로 통합하는 과정에서 오작동이 반복해 일어났고 시험 차량이 터널 속으로 들어가자 시스템이 갑자기 꺼지는 사고를 해결해야 했다. 모두 소프트웨어 결함이었다. 소프트웨어 엔지니어들이 소프트웨어 코드를 한줄씩 점검하고 알고리듬(몇 가지 단계를 통해 일정 과제를 수행하기 위한 소프트웨어 모듈)을 재구성해야 했다. 이 오류는 6개월 동안 엔지니어의 땀과 시간을 잡아먹고 간신히 해결되었다.

차세대 성장 동력 산업에는 한국의 미래가 걸려 있다. 이 분야의 연구 인력들은 한국의 미래를 짊어질 기술 첨병이다.