미래산업의 4대 메가트랜스

[김동석]

미래산업의 4대 메가트랜드
1. 하나로 융합하거나 통합한다 음성.영상.문자 등 다양한 형태의 데이터, PC.휴대폰.디지털 가전 등 서로 다른 기기들을 유무선 네트워킹 기술을 활용해 통합.활용하는 디지털 컨버전스 현상은 피할 수 없는 현시대의 메가트렌드다. 아울러 디지털 컨버전스의 추세가 가속화되면서 융.복합 제품은 크게 각광 받을 전망이며, 이동통신ㆍ가전ㆍ포스트PC 등 차세대 성장엔진 산업의 성공여부는 디지털 컨버전스 요구를 어떻게 제품에 담아내느냐에 달려있다. 디지털 컨버전스 현상과 관련 제품은 다양한 분야의 기술개발을 필요로 하고 있다. 디스플레이.영상압축.영상전송 등의 영상처리, 실시간제어?걷㉢綸?워크 등의 데이터 프로세싱, 고밀도소재.헤드기술.초정밀 모터 등의 정보저장 기술 등을 종합적으로 갖춰야 명실공히 컨버전스 제품을 만들 수 있다. 우리나라는 신제품 수용에 있어서 역동적인데다 광대역 네트워크가 잘 구축돼 있고 선진국들이 아직 디지털 컨버전스 제품의 주도권을 쥐고 있지 않은 상태여서 디지털 컨버전스의 트렌드로 제때 제대로 구현한다면 이동통신 단말기ㆍ가전ㆍ포스트PCㆍSoC 등에서 `제2의 CDMA'신화를 만들 수 있을 것이란 긍정적인 전망이 나오고 있다. 2. 시간과 장소. 기기의 한계를 극복한다. - 유비쿼터스의 시대다. 사회의 모든 구성요소에 통합 통신망이 구축돼 있어 언제(Anytime), 어디서나(Anywhere), 어떤 단말기(Any Device)로도 항상 접속된 상태에서 제한 없이 정보를 교류할 수 있는 시대를 유비쿼터스 시대라 하는데 유비쿼터스화 하지 않으면 도태될 것이다. 유비쿼터스 시대는 우리나라 이동통신 산업에 있어 또 한번의 기회이며,  원격의료,원격교육,자동물류제어,자동 정보 유통 등 실생활 밀착형 미래 통신서비스가 구현될 경우 필요한 각종 단말기 분야는 우리나라가 경쟁력이 있다. 또한 정보가전과 포스트PC 역시 유비쿼터스 시대의 주력 제품이 될 것이다. 전략적으로 볼 때 유비쿼터스화가 진행되면 될수록 유선망 기반의 기존 PC보다는 유.무선에 구애 받지 않으면서 지식과 정보.멀티미디어.오감정보.지능형 서비스를 신개념의 정보기기인 포스트PC를 통해 제공하고 제공받으려는 욕구가 팽창하면서 이 분야 시장이 폭발적으로 커질 것 이다. 3. 삶의 질을 높여라. 광대역 유무선통신, 디지털 그래픽 및 사운드 기술, 디지털 방송 등 정보기술의 발달은 시.공간에 구애 받지 않고 문화콘텐츠를 향유할 수 있는 환경을 만들었다. 경제적 안정과 주5일제 근무에 따른 여유 시간의 증가는 자연스럽게 문화콘텐츠, 이중에서도 디지털 콘텐츠에 대한 요구로 이어지고 있다. 전문가들은 문화콘텐츠 전체는 연 30%, 디지털콘텐츠는 연 50%대의 성장률을 기록할 것으로 전망한다. 앞으로의 디지털콘텐츠는 현실을 재창조한 가상현실의 환경 속에서 `판타지'를 중시하는 방향으로, 콘텐츠의 표현과 구성 자체가 점차 가상현실을 강조하는 방향으로 크게 성장할 전망이다. 가상현실,지능형.감성형 디지털 콘텐츠는 오는 2005년 말, 인간의 오감을 활용해 일체감을 높인 오감형.지능형.인성형 디지털 콘텐츠는 오는 2009년 본격적으로 등장할 것으로 보인다 4. 생명 사회로 가고 있다. 리처드 올리버가 2000년 펴낸 `바이오테크 혁명'(The Coming Biotech Age)은 세계 산업지형이 농업시대(BC6000~) 산업시대(1760년~) IT시대(2000년~)를 지나 BT시대로 나아가고 있다고 주장했다. BT시대의 개막은 세계 인구구조를 봐도 쉽게 예상할 수 있다. 2001년 60억을 돌파한 인구는 오는 2020년 80억명에 이를 것으로 보인다. 2000년 현재 7.2%이었던 우리나라의 65세 이상 노령인구 비율은 오는 2019년 14.4%로 높아질 전망이다. 이런 인구학적 분석 속에서 향후 20년의 의료기술 발전은 지난 2000년 동안의 성과를 웃돌 것으로 예견되고 있다 세계 모든 선진국들은 막대한 돈을 투자, BT를 육성하고 있다. 이미 고령사회화에 따른 자국내 수요가 많은 것도 이유지만, BT산업의 경제적 파급효과가 실로 엄청나기 때문이다. 우리나라 과학기술부가 분석한 자료에 따르면 오는 2015년을 기준으로 재활의료복지시스템은 1275억달러, 생체진단기기와 시약은 1592억달러, 유전자치료는 833억달러, 예측의료시스템은 267억달러, 정밀의료영상기기는 283억달러의 시장을 형성할 전망이다. 차세대 성장 엔진 1. 초고속 무선 인터넷  ‘초고속 무선 인터넷’은 현재 가정이나 회사, PC방에서 사용하는 초고속 인터넷 서비스를 무선으로 제공하는 기술이다. 초고속 무선 인터넷의 세계에서는 거리, 자동차, 바닷가 휴양지 등 공간의 장벽이 사라진다. 지하철에서 휴대전화로 TV나 영화를 보고, 생생한 현장 사진을 디지털 카메라로 찍어 바로 신문사에 보낸다. 외국에 있는 제휴사 직원과 화상 전화를 걸어 사업을 논의하고, 열대 밀림에서 전자도서관에 접속해 새로 발견한 식물을 조사한다.  초고속 무선 인터넷을 이용할 수 있는 제품도 휴대전화나 PDA, 노트북PC에 한정되지 않는다. 차 유리창이 모니터로 이용 되고, 셔츠 소매에서 음악이 흘러나온다. PDA나 휴대전화에는 접는 모니터나 키보드가 이용돼 지금보다 더 편리하고 생생 하게 이용할 수 있다.  전문가들은 초고속 무선 인터넷이 세계 어느 곳보다 한국에서 먼저 시작될 수 있다고 보고 있다.  박정태 KT 연구전략팀장은 “기술 개발 속도는 미국이 다소 빠르지만 활용 속도는 우리도 엇비슷해 한국이 무선 인터넷 선진국이 될 것”이라고 전망했다. 정보통신부도 올해부터 2.3GHz의 주파수 대역을 초고속 무선 인터넷 서비스를 위해 개방했다. 2.유비쿼터스 네트워킹 지난달 라스베이거스에서 열린 국제전자전(ICES)에서도 빌 게이츠 MS회장을 비롯해 소니, 델컴퓨터, 인텔 회장은 기조 연설을 통해 홈 네트워크와 모바일 네트워크 등 언제 어디서나 다양한 기기로 인터넷에 접속해 정보를 얻고 공유하는 ‘유비쿼터스’ 시대가 왔다고 선언했다. 지난해 12월 통신사업자 최고경영자(CEO)포럼에서 전자통신연구원 이성국 기술경영연구소장은 유비쿼터스 혁명에 발맞춰 “정부는 2007년까지 전국에 유비쿼터스 네트워크를 구축하는 ‘u-코리아’ 정책을 추진하자”고 제안해 코리아 포럼이 출범했다.  정보혁명은 컴퓨터 속에 사무실과 쇼핑몰 도서관을 집어넣었다. 유비퀴터스 혁명은 반대로 물리공간 속에 컴퓨터를 집어넣는 것이다. 말하자면 전자공간과 물리공간이 융합되는 것이다.  이를 위해서는 1000원대의 칩이 나와야 하고, 유무선망의 진화와 융합, 칩과 센서의 소형화, 음성인식 기술의 발전도 뒤따라야 한다. 유비쿼터스 컴퓨팅학회 신보철 회장(동방미디어 대표)은 “비록 정보혁명은 서구보다 늦었지만 한국과 일본 중국 등 동북아시아는 세계의 가전시장을 지배하고 있는 만큼 유비쿼터스 혁명의 선두에 설 수 있는 높은 잠재력을 갖고 있다”고 강조했다.  ▽유비쿼터스(Ubiquitous)= 라틴어로 ‘어디에나 있는’이란 뜻. ‘유비쿼터스 컴퓨팅’이란 개념은 제록스 팔로 알토  연구소의 마크 와이저 박사가 1988년 처음 만들어냈다.  그는 집에는 수백개의 컴퓨터가 숨어있고, 이들이 케이블과 무선 네트워크로 연결될 것이라고 예언했다. 3. 차세대 디스플레이어  한양대 박희동 교수(과학기술부 차세대 디스플레이 사업단장)는 “차세대 디스플레이의 두 가지 목표는 ‘종이처럼 얇게 만드는 것’과 ‘현장처럼 생생한 영상을 보여주는 것’ 두 가지”라고 강조했다.  이런 꿈을 가능하게 하는 차세대 디스플레이의 대표 주자가 바로 유기발광소자(EL), 전자종이, 플라스마디스플레이 패널(PDP), 초박막트랜지스터액정표시장치(TFT-LCD) 등이다.  이미 휴대전화의 외부 창에 사용되고 있는 유기EL은 브라운관에 맞먹는 영상 혁명을 예고하고 있다.  스스로 빛을 내는 유기EL은 디스플레이의 두께를 1㎜ 이하로 줄일 수 있고 접을 수도 있어 휴대전화, PDA 같은 이동통신 기기에 디스플레이 혁신을 일으킨다.  휴대전화나 PDA에서 둘둘 말린 유기EL 디스플레이를 빼내면 노트북PC만 한 화면을 볼 수 있다.  유기EL은 소비전력이 매우 적어 한번 충전하면 오래 쓸 수 있고, 동영상도 TV처럼 선명하게 나온다.  신문이나 책 등을 대신할 전자종이도 일상 생활을 뒤흔든다. 전자종이는 종이처럼 얇은 디스플레이에서 신문, 책 등을 그대로 볼 수 있다. 매일 새로운 내용을 내려받아 거리나 지하철에서 볼 수도 있고 자신이 쓴 글을 저장할 수도 있다.   삼성종합기술원 이석한 전무는 “대형 유기EL이나 전자종이는 5∼10년 뒤에는 널리 쓰일 것”이라고 예상했다.  5년 뒤에는 게임방, 영화관, 박물관 등에서 3차원 디스플레이가 선을 보일 것이다. 지금처럼 특수 안경을 쓰지 않아도 된다. 기술이 좀 더 발전하면 영상을 보는 대신 홀로그램으로 만들어진 3차원 영상 안에서 영화나 게임을 즐길 수 있게 된다. 영화 ‘마이너리티 리포트’에서 남자 주인공이 죽은 아내를 홀로그램으로 회상하는 장면과 비슷하다. 광운대 김은수 교수(전자공학과)는 “최근 일본 샤프사가 영화와 비슷한 3차원 입체화면을 선보이는 등 3차원 디스플레이가 활발하게 연구되고 있다”고 밝혔다.  기존TV도 한 단계 업그레드된다. 지난해부터 부유층에서 인기를 모으고 있는 대형TV나 벽걸이TV는 5년 뒤면 지금의 브라운관TV처럼 대중화된다. 4. 나노전자 소재  나노시대는 올해가 원년이 될 전망이다. 세계에서 메모리 기술이 가장 앞선 삼성전자가 올 여름 나노기술로 만든 4기가 바이트 용량의 플래시 메모리를 처음 선보인다. 여기에는 음악 CD 70장을 담을 수 있다.  이 메모리에 90nm 선폭 기술이 세계 최초로 적용됐다. 흔히 나노기술은 100nm 미만의 선폭을 적용한 칩기술을 의미한다.  반도체의 집적도와 성능은 18개월마다 2배씩 향상된다. 이것이 ‘무어의 법칙’. 이를 적용하면 앞으로 5년 뒤 반도체칩은 10배 많은 정보를 담고 프로세서의 성능도 10배 향상된다.  최 수석은 “이런 발전 속도로 볼 때 5년 뒤에는 핸드폰이 전자수첩, 캠코더로 쓰이고 PC가 통째로 핸드폰 안에 들어가게 될 것”이라고 내다본다. 2010년께에는 ‘단전자소자’나 ‘탄소나노튜브소자’가 등장해 진짜 ‘나노전자소자’시대를 열게 된다. 이때쯤 되면 선폭이 현재 90nm에서 5∼10nm수준까지 떨어진다.  과기부 테라급나노소자사업단 이조원 단장은 “일본의 반도체산업이 한국 때문에 추락했듯이 한국도 지금 점프를 못하면 중국의 추격에 밀려 일본의 전철을 밟게 될 것”이라며 “혁신적인 개념의 나노전자소자를 만드는 데 국가적 역량을 집결시켜야 한다”고 강조했다. ▼1나노미터는…▼  나노는 10억 분의 1을 의미한다. 1nm는 원자가 불과 서너개 늘어선 길이. 즉 머리카락 10만 분의 1 굵기에 해당하는 선폭기술로 칩을 만드는 것이다. 90년대까지 반도체는 마이크로 즉 100만 분의 1m 수준의 선폭을 가졌다. 집채만한 슈퍼컴퓨터를 엄지손가락 만한 칩으로 만들 수 있는 것이 바로 나노기술인 것이다. 5. 생명복제 및 바이오칩  1) 생명복제  복제동물을 만드는데는 체세포 복제기술을 사용한다. 복제 대상 동물의 체세포를 떼어내 핵을 제거한 난자와 융합하는 방법으로 수정란을 만들어 대리모의 자궁에 착상하는 것이다. 따라서 복제를 통해 태어나는 동물은 체세포를 제공한 동물과 유전정보가 같다. 즉 우수한 형질을 가진 개체를 마치 공장에서 자동차를 찍어내듯이 복제할 수 있는 것이다.  복제동물이 진가를 발휘할 또 다른 큰 무대는 의약품이다. 인체에 유용한 단백질 등 유용성분을 생산하도록 동물의 유전자를 조작한 뒤 이 동물을 복제하면 대량으로 의약품을 생산할 수 있기 때문이다. 서울대 수의학과 황우석 교수는 “5년 후면 복제젖소의 우유에서 폐기종, 중풍, 관절염 등 질병의 치료물질을 대량생산해 저렴하게 환자들에게 공급될 것”이라고 내다본다.  이외에도 복제기술은 인간의 질병을 연구할 수 있는 질환동물 모델을 제공한다. 또 할리우드의 SF영화 ‘여섯번째 날’에서처럼 개, 고양이와 같은 애완동물의 복제가 일반화될 수 있다. 백두산 호랑이와 같은 희귀동물들도 복제를 통해 멸종의 위험에서 벗어날 수 있을 것으로 전망된다.  2) 바이오칩  바이오칩은 DNA, 단백질, 세포 등 생물의 몸 안에 있는 다양한 성분을 이용해 칩 형태로 만든 것이다. 세부적으로는 DNA칩, 단백질칩, 세포칩 등으로 나뉜다. 원래 DNA칩은 생물체의 게놈에 빽빽이 들어 있는 복잡한 정보를 한꺼번에 판독하기 위해 1994년 미국 애피메트릭스사의 스티브 포더 박사가 개발한 것이다.  최근에는 특정 질병을 일으키는 유전자를 파악한 후 이를 이용한 DNA칩을 만들어 질병을 진단하는데 사용되고 있다. DNA칩에 검사대상자의 혈액이나 조직에서 추출한 DNA 샘플을 한꺼번에 반응시켜 질병이 걸렸는지 여부를 손쉽게 알아내는 것이다.  2002년 말 현재 바이오칩과 관련된 시장은 미국이 4억달러 정도, 국내 시장은 40억원 미만으로 추정된다. 5년 후 바이오칩이 가정에서 널리 쓰이기는 힘들겠지만 일반 병원에서 의사가 환자의 질병을 진단하는 용도로는 흔하게 쓰일 전망이다. 시장 규모는 현재보다 5배는 커질 것으로 보인다. 6. 시스템 온 칩  미래에는 디지털TV뿐 아니라 휴대폰, 컴퓨터 등 각종 전자제품의 경우도 칩 하나로 저렴하게 수개월마다 새로 업그레이드하는 일이 가능하다. 이는 ‘시스템을 한 개의 칩에 올려놓는다’는 시스템-온-칩(SOC·System-On-Chip) 기술이 가져올 미래의 모습이다.  SOC는 현재의 칩과는 개념이 다르다. 컴퓨터를 조립해본 사람은 누구나 본체 안에 다양한 칩이 들어간다는 것을 알고 있다. 프로세서, 메모리, 그래픽 카드 등이다. 미래에는 이런 여러개의l 칩이 하나의 칩으로 통합될 전망이다. 이를 실현시킬 기술이 바로 SOC이다.  5년 뒤에는 통신용 IC칩과 반도체로 만든 센서도 하나의 칩 위로 올라올 전망이다. 이렇게 되면 SOC로 만든 카메라로 사진을 찍고 바로 전송할 수 있다. 신문사에서 이 카메라가 쓰이면 사진기자들은 무선 인터넷 장비 없이 카메라 만으로 사진을 전송할 수 있다. 삼성종합기술원 이석한 전무는 “5∼10년 뒤에는 더 나아가 각종 센서까지도 칩 안에 통합될 것”이라고 얘기했다.  실험실이 통째로 칩에 올라가는 랩온칩(Lab-On-Chip)까지도 나온다는 말이다. 미 국방연구소(DARPA)는 칩을 바다에 뿌려 놓기만 하면 전세계 바닷물의 환경을 실시간으로 측정해 전송하는 SOC를 개발할 계획이다.  바닷물의 온도, 염분, 각종 미생물을 측정해 곧바로 중앙시스템으로 전송하는 것이다. 이럴 경우 우리나라에서 매년 문제가 되는 적조 같은 기후현상을 미리 감지할 수 있다. 7. 연료전지 《2008년 2월.노연료씨가 새로 산'연료전지 자동차'의 시동을 걸었다. 예전처럼 '부르릉'하는 엔진 소리가 들리지 않았다. 아무리 달려도 희뿌연 배기가스도 나오지 않았다. 노씨는 출발하기 앞서 휴대전화에 메탄을 몇방울을 넣었다. 요즘은 메탄올만 조금 넣으면 휴대전화가 일주일은 간다. 옆자리에 탄 아내는 소형TV에서 나오는 광고를 보더니 한마디했다. "올해는 아버님댁에 '연료전지 보일러'하나 놓아드려야겠어요"》  연료전지는 수소와 산소를 물로 만들면서 전기를 얻는 장치다. 메탄, 천연가스, 메탄올에서 풍족하게 수소 자원을 얻을 수 있는 데다 공해가 없고 효율이 높아 ‘차세대 에너지’로 각광받고 있다.  한국과학기술연구원(KIST) 오인환 연료전지연구센터장은 “2008년이 되면 연료전지 발전기가 설치된 가정이 국내에도 1만∼10만 가구쯤 될 것”이라고 전망했다. 연료전지 발전기는 가정에 들어온 도시가스로 수소를 만들고, 다시 전기를 만든다. 아파트 단지에는 훨씬 큰 연료전지 발전기가 들어서 각 가정에 전기를 공급한다. 지금처럼 커다란 송전탑이나 송전로가 필요없다. 남는 전기는 한국전력에 다시 판다.  휘발유나 디젤 대신 수소를 태워 달리는 연료전지 자동차도 볼 수 있다. 일본 도요타자동차는 지난해 말 연료전지 자동차를 처음 판매했다. 차 값이 3억원이나 돼 지금은 총리가 상징적으로 타고 있다. 그러나 2010년에는 10만대 이상의 연료전지 차를 생산할 계획이다. 미국 GM도 2012년 이후 연료전지 차를 대량 생산할 계획이다. 한국에서도 현대자동차가 2000년 말 연료전지 자동차를 개발해 현재 미국에서 3대를 시범 운행하고 있다.  현대자동차 연료전지개발팀 임태원 부장은 “3년 안에 수소 4∼5㎏을 넣고 500㎞를 달릴 수 있는 자동차를 개발할 계획”이라며 “2010년부터는 연료전지 자동차를 국내에서도 양산할 수 있을 것”이라고 전망했다.  과학자들은 공간이 여유로운 버스나 전철, 배, 잠수함도 연료전지를 달고 지구를 누빌 것으로 보고 있다. 한국에너지기술연구원 김창수 박사는 “비싼 인공위성 대신 연료전지 비행선을 띄워 통신, 기상 관측을 하자는 아이디어도 있다”고 밝혔다.  휴대용 전자제품에도 배터리 대신 연료전지가 쓰이게 된다. 요즘 노트북PC나 PDA, 휴대전화의 성능 향상 속도를 배터리가 따라가지 못하고 있다. 그러나 연료전지를 이용하면 한번 충전해 2∼3일 쓰는 노트북PC가 가능해진다. TV, 냉장고 등 모든 전자제품을 연료전지와 연결해 야외에서 쓸 수 있다. 휴대용 연료전지는 아직 기술적 난관이 많지만 나노기술이 새로운 돌파구를 열 것으로 기대된다.  현재 연료전지 기술은 미국과 일본이 주도하고 있다. 한국은 두 나라에 많이 뒤져 있는 상태다. LG환경·안전연구원 성준용 원장은 “정부가 주요한 대체 에너지인 연료전지 연구에 적극 투자해 21세기의 새로운 성장 동력으로 육성해야 한다”고 강조했다.