| 내용 |
조만간 나노 산업이 배아기를 지나 도입기 단계에 접어들 것으로 전망되고 있다. 나노 기술은 현재 어느 수준까지 왔고,향후 어떻게 발전할 것인지, 산업화는 어떤 형태로 전개되고 나노 기술의 상업화에 있어 중요한 요소들은 무엇인지 전망해 본다. 4GB급 대용량 MP3 플레이어, 저 콜레스테롤 식용유, 초콜릿 향 껌, 자외선 차단 화장품, 탄성 강화 야구 배트, 방수 의류, 군사용 항균 양말, 곰팡이 방지 페인트, 먼지 방지 유리, 공기청정기. 이 제품들의 공통점은 무엇일까? 얼핏 보기에 이 제품들은 큰 관련성이 없어 보인다. 그러나 눈치 빠른 사람이라면 맨 처음 거론한 MP3 플레이어의 이름이 애플 아이팟 나노라는 점에서 공통점을 유추할 수 있을 것이다. 답은 이들이 모두 나노 기술을 활용해 성공한 제품들이라는 것이다. 구체적으로 말하자면 이들은 『Forbes/Wolfe 나노 기술 리포트』가 발표한 “2005년 10대 나노 기술 제품”에 선정된 제품들이다. 그동안 나노 기술은 가시적인 성과나 성공 기업이 많지 않아, 미래 기술이나 기반 과학으로 치부했던 경향이 있었다. 그러나 인식의 변화를 요구하는 현상들이 나타나고 있다. 무엇보다 앞서 말한 것처럼 나노 기술을 이용한 일반 소비재 제품들이 다양하게 등장하고, 소비자들의 인지도가 높아지고 있다. 산업계에서도 기존 기술이 한계에 봉착하면서 이를 극복하는 수단으로 65 나노 공정 메모리, FED 등 나노 기반 디스플레이, 나노 기반 2차 전지 등 나노 기술을 접목한 첨단 제품 개발에 박차를 가하고 있다. 또한 미국을 중심으로 나노 벤쳐 투자가 활성화되고, 메릴 린치 등 투자은행들이 나노 기업 투자 펀드나 관련 주가 인덱스를 만드는 등 자본 시장에서도 나노 기술의 산업화에 대한 기대감이 고조되고 있다. 그렇다면 정말 나노 산업에 봄날은 오는 것일까? 나노 기술은 현재 어느 수준까지 왔고,향후 어떻게 발전할까? 산업화는 어떤 형태로 전개되고 나노 기술의 상업화에 있어 중요한 요소들은 무엇일까? 이러한 측면에서 나노 기술의 개념과 향후 기술 발전 방향, 산업화 현황과 예상 산업화 경로, 나노 비즈니스의 성공 조건 등에 대해 살펴본다. 나노 기술이란 ? 나노 기술은 나노 미터(10-9 미터, 즉 십억 분의 일 미터) 수준의 영역에서 물질의 형상과 구조, 특성을 규명하고 제어하는 기술이다. 1~100 나노 미터 영역에서 원자나 분자를 조작하면 물질의 특성이 크게 변화한다. 예를 들어 금은 노란 색이라는 것이 당연한 상식이지만, 20 나노 미터 수준에서는 금 입자가 빨간 색으로 변한다. 나노 기술을 21세기의 연금술이라 부르는 이유가 여기에 있다. 나노 단위에서 원자나 분자를 제어하여 기존 물질의 특성을 개선하고 궁극적으로 새로운 물질을 창조할 수 있기 때문이다. 이러한 측면에서 미국의 나노 전문 투자 회사인 Lux Research사는 나노 기술의 본질을 “Really Small and Different”로 표현한다. 매우 작게 만들며 동시에 과거와 다른 물질의 특성과 소비자 효용을 창조해야 진정한 나노 기술이라는 것이다. 예를 들어 대표적인 나노 신소재인 탄소 나노 튜브는 연필심과 동일하게 탄소로 이루어졌다. 그러나 탄소 분자가 결합된 형태에 따라 금속이 될 수도 있고, 반도체가 될 수도 있으며, 섬유가 될 수도 있는 불가사의한 특성을 가지고 있다. 이처럼 독특하고 다양한 물성에 힘입어 나노 신소재들은 화학, 전자, 자동차, 환경, 일반 소비재 등 광범위한 분야에 응용이 가능할 전망이다. 2015년 경 나노 기술의 경제적 파급 효과가 1조 달러에 달할 것이라는 미국과학재단(NSF)의 예측도 이 같은 맥락에서 나온 말이다. 실제 나노 기업들이 목표로 삼을 수 있는 시장은 몇 십억 달러 규모에 불과하지만, 나노 기술이 다양한 시장과 산업에 영향을 미치는 만큼 주목할 필요가 있다는 것이다. 나노 기술의 현재와 미래 나노 기술은 이미 우리 실생활 속에 밀접하게 침투해 있다. 또한 탄소 나노 튜브, 풀러렌, 나노 약물 전달 시스템 등 조만간 대표적인 나노 제품이 될 기술들도 활발히 개발되고 있다. 즉 나노는 먼 미래의 기술이 아니라 계속 진화 중인 현재의 기술인 것이다. 그렇다면 나노 기술은 현재 어느 정도로 발전했고, 향후 어떻게 진화할까? 나노 분야의 권위자인 Roco 교수에 따르면 처럼 이미 나노 기술은 1세대 수동형 나노 구조 시대를 지났고, 2005년 이후 2세대 기술인 능동형 나노 구조 시대에 접어들었다. 수동형 나노 구조란 기능성 표면재, 나노 섬유, 나노 화장품처럼 입자를 극미세화한 형태이다. 반면 능동형 나노 구조란 나노 트랜지스터나 나노 모터, 나노 약물 전달 시스템, 나노 인공 근육처럼 단순히 크기만 작아진 것이 아니라 신호 처리나 동작도 가능하다. 또한 2015년 경에는 3세대 기술이 본격화될 전망이다. 3세대 기술은 다양한 이종 나노 부품, 소재들이 결합하여 새로운 3차원 나노 시스템을 만든다. 현재 연구 중인 3세대 기술의 사례로는 3차원 회로로 구성된 나노 칩, 3차원 데이터 저장이 가능한 나노 메모리, 전자 기술과 바이오 기술이 접목된 나노-바이오 칩 등을 들 수 있다. 나아가 2020년 경에는 분자 나노 시스템이라는 4세대 기술이 등장할 것으로 예상된다. 이 단계에서는 자기조립(Self-Assembly)라는 특성이 실현된다. 자기조립이란 분자들이 특정한 조건 하에서 스스로 결합하여 구조체를 이루고 성장한다. 이는 생명체에 가까운 특징으로, 4세대 나노 기술을 통해 인간은 자연계에 존재하지 않았던 새로운 형태의 유기체나 인공 생명체를 창조할 수 있게 된다는 것이다. 정부 주도 개발에서 민간 주도 개발로 나노 기술 투자 주체 또한 정부 중심에서 민간 중심으로 바뀌고 있다. 2000년대 초반 나노 기술 투자는 미국, 일본, 유럽 등 세계 각국 정부가 주도했다. 2000년 미국이 NNI (National Nano-tech Initiative)라는 나노 기술 개발 계획을 발표한 이래, 선진국 간에 미래 나노 산업의 주도권 경쟁이 본격화되면서 정부 부문의 나노 기술 투자는 처럼 1997년 4.3억 달러에서 2005년 40.8억 달러로 연평균 32%나 확대되었다. 그러나 2004년 이후 민간 차원의 투자가 크게 늘고 있다. 유럽연합(EU)의 과학기술 정보기관인 Cordis Europa에 따르면 2004년 세계 전체의 나노 기술 투자액인 80.4억 유로 중 민간 투자가 41.9억 유로로 전체의 52%를 차지하며 공공 투자를 앞서기 시작했다. 특히 민간 투자는 미국 기업(2004년 민간 투자의 40%)과 일본 기업(37%)이 주도하고 있다. 나노 기술의 적용 범위가 크게 확대되고, 상업적 응용에 대한 관심이 높아지면서 선진 기업들의 나노 투자가 증가하고 있는 것이다. 벤쳐 캐피털 투자도 늘고 있다. 투자 회수를 중시하는 속성상 그동안 벤쳐 캐피털은 장기 투자인 나노 부문에 투자를 많이 하지 않았다. 그러나 미국의 벤쳐 전문지인 Small Times에 따르면 2005년 미국의 나노 부문 벤쳐 투자는 4.3억 달러로 전년의 2.0억 달러에 비해 2배 이상 확대되었다. 이 같은 나노 벤쳐 투자의 극적인 증가는 자본 시장의 투자가들이 나노 기술의 상업화에 대해 점점 긍정적으로 생각하고 있음을 의미한다고 볼 수 있다. NT 산업화 경로는 IT보다는 BT와 비슷할 듯 그렇다면 향후 나노 기술의 산업화는 어떤 형태로 이루어질까? 바이오 산업처럼 점진적인 산업화 과정을 밟게 될까? 아니면 일부의 기대처럼 나노 기술은 90년대 IT 산업의 인터넷 혁명에 버금가는 거대한 기술 붐을 일으킬까? 시장, 기술, 경쟁 등 다양한 측면을 고려해 볼 때, 현재로서는 나노 기술의 산업화가 인터넷 혁명처럼 빠르고 거대하게 전개되지는 않을 것으로 판단된다. 90년대 인터넷 붐이 가능했던 이유는 무엇보다 제품이 다양하고 최종 소비재 비중이 높아 시장 규모가 매우 컸고, 진입 장벽이 낮아 누구라도 참여할 수 있었기 때문이다. 인터넷 혁명 시대에는 PC 한 대와 기발한 아이디어만 있다면 누구라도 창업가가 될 수 있었다. 또한 세부 시장이나 제품이 유사하여 한 부문의 혁신이 다른 부문으로 금새 확산되었다. 이 때문에 참여 기업이 급증하면서 치열한 경쟁 속에서 기술이 빠르게 진화하고 산업화도 급속도로 전개될 수 있었다. 그러나 나노 기술은 다르다. 아직 성공 제품이 확실하지 않고, 제품에서 중간재, 소재 비중이 크기 때문에 당분간 세부 시장 규모가 크지 않을 것이다. 또한 원천 기술 위주이고, 고가의 전문 실험 장비가 필요하며, 소수의 과학 인력으로 시장 참여자가 제한되기 때문에 진입 장벽이 매우 높은 편이다. 또한 세부 시장 간의 기술 차이가 크고 각 시장이 특허로 보호되기 때문에, 향후 나노 산업에서는 소수 성공 제품을 중심으로 독과점 형태의 고밀도 경쟁이 전개될 가능성이 크다. 따라서 나노 기술의 산업화는 90년대 정보통신 산업처럼 산업화가 빠르게 전개되기 보다는, 80~90년대의 바이오 산업처럼 장기적이고 점진적인 성장 추세를 보일 것으로 예상된다. 다만 도입기는 바이오 산업보다 다소 짧아질 전망이다. 관련 장비 개발이 이미 상당히 진척되었고, 최근 적용 범위가 빠르게 확대되며, 바이오 산업처럼 제품 출시에 있어 연구개발, 전임상, 임상, 약품 허가, 상품화 등 복잡한 단계를 거치지 않기 때문이다. 이러한 측면에서 볼 때 향후 4~5년은 나노 산업이 배아기를 지나 도입기 단계로 접어 들면서 기술의 상업적 돌파구가 본격적으로 열리는 중요한 시기가 될 것이다. 기술 측면에서 보면 탄소 나노 튜브, 플러렌, 퀀텀 닷, 덴드리머 등의 나노 신소재들이 양산화 단계로 접어들고, 나노 화장품, 나노 의류, 나노 가전 등 나노 기술을 접목한 일반 소비재 제품들이 확산될 것이다. 이에 따라 시장에서 상업적 성공 사례들이 많아지며 상당한 실매출을 올리는 기업들도 나타날 것이다. 또한 경쟁 측면에서도 연구 중심의 기술 경쟁 구도가 양산 및 상업화 중심의 경쟁 구도로 바뀌고, 기술/특허 확보 및 상업화 기간 단축을 위해 M A나 기업간 제휴가 활발하게 나타날 것이다. 나노 비즈니스의 성공 조건 그렇다면 향후 도입기 단계에서 나노 비즈니스로 성공하기 위한 조건은 무엇일까? 참여 기업의 입장이나 성장 단계에 따라 각각 다르겠지만, 공통적인 요소를 추출해보면 다음과 같다. 첫째, 기술이다. 나노는 과학적 기초 연구가 그대로 사업 기회로 연결되는 과학 비즈니스적인 특성이 강하므로 독보적인 기술이 무엇보다 중요하다. 이때 단순한 물질 기술 만으로는 부족하다. 수익을 창출하려면 개발한 신물질의 양산 및 보급 확대가 필요하며, 이를 위해 가격 절감을 위한 대량 양산 공법과 적용처 확대를 위한 응용 기술이 요구된다. 이러한 측면에서 일본의 나노 기술 연구가인 마쓰이 다카히로는 나노 기술 비즈니스화의 4대 요소로 물질 특허, 공법 관련 제조 특허, 제품 응용 관련 기술력, 자금력 등을 들고 있다. 둘째, 연계이다. 나노 기술은 물리, 화학, 전자, 생물학 등 다양한 분야의 기술이 접목되는 학제융합적 기술이다. 따라서 특정 기업이 가진 핵심 기술을 사업으로 연결시키려면 다른 기업의 지식, 인력, 특허 등을 결합시켜야 한다. 또한 대량생산이나 적용처를 확대하려면 제조 노하우를 가진 기업이나 최종 수요처 기업과 긴밀히 협력할 필요가 있다. 나노 신소재인 플러렌의 상업화를 주도하는 미쓰비시 상사의 사업 모델은 나노 비즈니스에 있어 연계의 중요성을 잘 보여준다. 처럼 미쓰비시 상사는 전통적인 종합 상사의 중개 기능을 나노 비즈니스에 응용하여, 흩어져 있는 다양한 관련 기술들을 연계시키고 내외부의 자금을 모아 상업화를 추진할 기능별 조직들을 벤쳐나 J/V 형태로 성립시켰다. 셋째, 특허 수립이다. 향후 나노 산업에서는 바이오 산업과 유사하게 특허 경쟁이 치열하게 전개될 가능성이 크다. 자사의 기술을 보호하고, 타사와의 연계에 지렛대로 사용하며, 예기치 않은 특허 소송에 대응하려면 특허 수립이 필수적이다. 구미의 대기업들은 최첨단 나노 기술 연구를 추진함과 동시에 특허 확보에도 열을 올려 미래의 나노 특허 전쟁에 대비하고 있다. 투자은행인 모건 스탠리의 분석에 따르면 미국 특허청 특허를 기준으로 2005년 상반기까지 전자 기업 중 IBM과 Micron은 각각 1490건, 762건에 달하는 특허를 확보했다. 화학 기업 중에서도 3M, DuPont, Rohm Haas 등이 각각 950건, 410건, 397건의 특허로 상위에 랭크되어 있다. 넷째, 기술 포트폴리오 관리이다. 신기술 개발에 장기간이 소요되는 점을 감안하면, 제품 부재의 공백 기간을 가급적 줄일 필요가 있다. 혁신적인 신기술 개발도 중요하나, 성과 없이 연구만 계속하는 기업에 투자할 투자자는 많지 않기 때문이다. 따라서 기존 제품의 소형화나 소재의 기능 향상 등 단기 과제와 혁신적인 신물질 개발과 관련된 장기 과제, 그리고 기술적 우위를 유지시키는 특허 수립 등의 활동을 전략적으로 병행하는 것이 사업의 존속에 중요할 것으로 판단된다. |
