본 자료는『제2기 나노종합발전계획 추진을 위한 나노인력양성을 위한 인프라 구축방안』(박명수, 2006. 4)에서 발췌 요약한 것임.
나노인력의 출발
● 1959년 물리학자 파인만의 강연 이후 선진국에서는 나노기술에 대한 개념이 자리잡기 시작하였고, 80년대 후에 관련 장비 등의 개발로 기술이 크게 발전해 왔음. 이에 비해 우리나라는 90년대 들어서야 비로소 나노 관련 연구과제 수행을 시작으로 90년대 후반 들어 본격적으로 각광받기 시작한 분야로서, 기존의 물리학, 화학, 전자공학, 재료공학 등에서 연구 분야로 다루어 . 이로 인해 현재의 나노 연구개발 인력은 이학, 공학을 비롯한 각종 관련분야로부터 전환 활용된 인력으로서, 대학, 연구소 및 해외 등지에서 각기 다른 연구 분야에서 활동하던 과학자로 충원되어 왔음.
나노인력의 특성
□ 첫째, 나노기술은 신생 학문이 아니라 새로운 접근법
● 나노기술은 기존에 없던 학문이 새롭게 탄생한 것이 니라, 나노미터 크기 (100나노미터 이하) 에서 이루어지는 모든 과학 및 공학을 일컫는 새로운 접근법을 지칭하므로 나노기술은 다른 첨단기술과 구별되는 기술이 아니라, 이들 모든 기술의 발전을 뒷받침하는 기간적인 과학기술임. 이에 따라 나노기술 인력 또한 나노미터 크기의 물질을 조작, 분석 및 제어하는 과학자, 공학자 및 기술자를 가리킴.
● 나노기술 연구의 특성은 지금까지 학문이 구축해 온 분야의 경계선을 극복하는데 있음. 그렇다고 해서 학문분야를 무시한다는 것이 아니고, 오히려 학문의 구분을 존중하며 이들 각 분야를 궤뚫는 횡단성이 강한 과학기술임. 이처럼 특정 전공분야가 아니라 다루는 물질의 크기에 의해 나노기술 인력이 정의되므로, 이들 인력은 이공계 많은 분야에 걸쳐 분포되어 있으며, 여러 전공분야의 성과가 어우러져 이루어지는 다학문적 (multidisciplinary) 성격을 가짐.
● 다학문적이라는 성격을 구체적 사례를 통해 알아보면, 美화학저널과 NT분야의 2개 저널(Nanotechnology 및 Nano Letters)에 게재된 100개 논문 저자의 전공별 구성을 비교하면, NT분야 저널은 다양한 전공분야의 저자로 구e="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">
□ 둘째, R&D와 산업화의 직결
● 나노기술은 산업의 각 분야에서 새로운 돌파구를 찾는데 핵심기술로 인정받으면서 모든 산업분야에서 응용되고 있으며, 특히 기초연구의 성과가 산업과 결부되기 쉽다는 특징을 보임. 이에 따라 나노인력은 연구개발 못지 않게 이를 상업화로 연계시키는 능력을 갖추는 것이 요구되고 있어, 이를 위하여 대학, 연구소, 기업사이에 구축된 분야간 경계를 극복하고, 상호간을 넘나드는 능력을 갖추어야 할 것이므로 이를 위해 부문간 인력 유동성을 제고할 필요가 있음.
● 실제 사례로서 MIT대 미디어랩의‘Silicon biology’프로젝트를 보면, 반도체 소자에 사용되는 실리콘 기술과 바이오기술의 융합을 통해 나노소자 및 바이오센서를 구현하고자, 다양한 전공분야의 연구자가 참여하며, 개발된 기술을 사용하기 위한 후원기업은 거의 모든 산업분야가 망라됨을 알 수 있음. 실리콘 바이올러지가 목표로 하는 기술 혁신은 반도체 소자에 사용되고 있는 실리콘 바이올러지와 바이오기술의 융합을 통해 새로운 나노규모 소자 또는 바이오센서를 실현하는데 있는데, 그 목표를 달성하기 위해 이 프로젝트에 모인 연구자의 분야는 나노팹, 정보공학, 분자기계, 센서공학, 컴퓨터 사이언스, 바이오 의료, 바이오, 물리, 응용물리 등 매우 다양함. 이 프로젝트에 자금을 제공하는 후원자로는 바이오, 의료, 화학, 반도체, 정보, 의약, 가정용품, 전자, 통신, 헬스케어, 영상시스템, 컴퓨터, 컴퓨터 소프트웨어, 완구, 신용카드, 시계 등 다양한 분야의 기업으로 구성되어 이 예를 통해 나노기술 분야의 횡적, 종적으로 관여하는 범위의 광활성을 알 수 있음.
□ 셋째, 학제적 과학 및 기술
● 나노기술로 분자 하나하나를 관찰하고 제어할 수 있게 되면서 물리, 화학, 생물 등 각 분야에서 따로 다루고 있던 사상 사이에 실제로는 공통점이 많다는 것을 알게 되었는데, 이에 따라 여러 서로 다른 분야의 연구가 융합되는 '기판'을 나노기술을 이용하여 그 융합부분에서 지금까지 없었던 새로운 기술이 출현할 가능성이 높음.
● 나노기술에 대해 효율적으로 접근하기 위해서는 학제적 (interdisciplinary) 성격을 갖추는 것이 요구되는데, 나노인력은 효율적인 의사소통을 원활히 할 수 있도록 한 훈련분야 이상에 대해 충분한 이해심을 갖는 것이 필요하고, 여러 과학기술 부문에 걸친 의사소통 능력을 갖추어야 한다는 것을 의미함. 또한 나노인력은 전문분야에 대한 깊은 이해와 동시에 자기 분야에만 국한되지 않는 넓은 시야를 확보해야 하는 것이 특징이며, 나노기술을 수행하는 연구개발 조직 또한 상호 연계를 도모해야 하고, 조직 내의 개방성, 투명성 등이 자연발생적으로 요구됨.
● 나노기술의 학제적 성향을 실제 사례를 통해 알아볼 수 있는데, 美화학저널과 NT분야의 2개 저널에 게재된 논문의 공동저자 구성비를 살펴보면 NT분야에서 학제적 비율이 화학에 비해 유의하게 높다는 것을 알 수 있음.
● 나노인력을 양성하기 위해서는 대학교육의 경우 학부구성이나 교과과정이‘횡적’으로 연관된 학제적 편제가 필요한데, 예를 들면 자연과학부의 경우 각 전공별 학생이 자기 전공의 지식을 완벽하게 갖추고 석박사 과정에서는 물리, 화학, 바이오에 대한 지식을 폭넓게 배울 수 있는 교육체계가 요구됨.
종합, 나노인력의 양성 방향
● 전통학문은 분야별 경계가 뚜렷하게 인력양성이 이루어졌지만 NT분야에서는 학문간 경계를 넘나들며 의사소통이 가능한 학제적 시각을 갖춘 인력 양성 필요하고, 과학, 기술, 비즈니스를 통합한 교과과정이 필요하며, 교수 및 연구자와 아울러, [R&D ⇒ 산업화]를 연계시킬 수 있는 기업가적 자질을 갖춘 전문인력 양성이 필요함.
● 나노기술의 돌파구는 타분야의 지식을 활용함으로써 이루어질 수 있고, 나노 기술은 화학·물리·생명·소재 등 모든 분야의 융합을 이뤄내 새로운 과학문화를 만들고 있음, 이러한 나노기술의 특성은 지금까지의 교육 및 연구개발 메카니즘을 충분히 변화시킬 만한 의미를 갖는데, 이를 효과적으로 개발하기 위해서는 산학연을 연계한 적극적인 아웃소싱의 연구개발 전략이 요구됨. 나노 연구에 참여하기 힘든 연구자들에게도 연구자원을 제공해 주는 나노 연구 센터 및 네트워크를 적극 활용할 수 있도록 하는 것이 필요하며, 다양한 학제간융합이 핵심인 나노 기술의 특성을 파악해 다학제간 연구는 물론 이들 간의 네트워크 구축, 산업계의 연계가 정책적으로 지원되어야 할 것임.
나노인력 수급전망
□ 역할에 따른 나노인력의 구분: 연구개발인력과 산업기술인력
● 나노인력은 나노기술을 개발하는 연구개발인력과, 나노기술을 적용하여 상품을 제조 판매하는 산업에 종사하는 산업기술인력으로 구분 가능
● 연구개발인력은 과학기술분야의 지식을 축적하거나 새로운 적용방법을 찾아내기 위하여 축적된 지식을 활용하는 조직적이고 창조적인 활동을 수행하는데, 구체적으로 나노기술 개발에 종사하는 연구개발인력은 대학, 공공 및 기업체 연구소에 근무하며, 대학의 경우에는 전임강사 이상의 교직원, 박사과정 대학원생이 이에 해당하고, 연구소 등에서는 전문지식을 갖고 연구개발과제를 직접 수행하는 사람을 지칭함. 현재 우리나라의 나노인력은 주로 연구개발에 종사하는 인력으로 구성됨.
● 산업기술인력은 대학이나 국공립연구기관을 제외한 산업현장에서 생산활동에 종사하는 인력을 의미하는데, 이들은 이공계 분야에서 전문대 졸업 이상의 학력을 수료하였거나 혹은 그에 상당하는 경력을 가진 자로서 직종은 산업현장에서 연구개발 및 기술관련 직으로 구분됨. 우리나라는 아직 나노기술이 산업에 적용되는 정도가 그다지 크지 않아 나노 산업기술인력의 규모가 미미한 상태이지만 나노 관련 제품과 서비스의 시장규모가 점차 빠른 속도로 증가할 것으로 예측되면서 산업기술인력의 수요 또한 빠르게 증가할 것으로 예상됨.
● 현재 나노인력의 대부분을 차지하는 연구개발인력은 정부 및 민간부문에서 발주하는 프로젝트에 종사하고 있으므로 연구개발 인력수요의 결정인자는 정부 및 민간부문의 R&D투자규모라 할 수 있음. 이에 비해 산업기술인력의 경우에는 나노기술을 상업화하는 제반 산업의 생산규모 또는 매출액이 될 것임.
□ 나노인력 수요 결정요인
● [NT시장 확대와 인력수요 증가] NT분야 세계시장규모는 전망기관에 따라 $1조(2015년, NSF) ∼ $2.6조(2014년, Lux Research) 로 다양한 예측치를 보임.
Roco (NSF, 2003)는 2015년 전세계의 NT인력이 2백만명에 달할 것으로 전망하고 있는데, Roco의 전망치는 시장 규모가 $1조라는 예측하에, NT인력 1인당 생산성이 $50만이라는 가정에 의거하고 있지만, 1인당 연구개발비 (2003년도)가 한국 $10.6만, 미국 $19.4만, 일본 $20만을 감안하면 Roco의 생산성 전망치를 한국에 그대로 적용하는 것은 무리임.
● [분야별 비중] NT분야 시장 규모는 예측치가 다양하지만, 기술 분야별 비중에서는 대체적으로 소자와 소재 분야가 향후에도 지속적으로 전체 시장의 80% 정도 차지할 것이라는데 일치하여 이들 분야의 인력수요 또한 꾸준히 증가할 것으로 전망됨. 이에 따라 우리나라 NT 분야별 시장규모 또한 세계시장의 발전추세와 비슷한 경향을 보일 것으로 예측되지만, 우리나라의 경우 2004년도 나노인력의 경우 분야별 비중에서 소재가 소자에 비해 월등히 높고, 공정 및 측정 장비의 비중이 세계 수준에 비해 상대적으로 높게 관찰되므로, 인력수요에서도 이와 같은 지역적 특수성을 감안해야 할 것임.
● [NT 분야 R&D 비중] NT분야의 빠른 성장을 반영하여 R&D에 종사하는 나노분야 인력 또한 비중이 늘어날 전망으로, 우리나라 전체 R&D 종사인력은 현재 21만명(2004) 수준에서 28만(2010) ⇒ 34만(2015) 규모로 증가할 전망. R&D 종사 박사인력은 2004년 5만 6천명에서 2015년 9만 1천명으로 증가할 것으로 예측되며, 그 중에서 NT분야가 차지하는 비중은 2.2%(2004) ⇒ 4.6%(2010) ⇒ 8.6%(2015)로 늘어날 전망이고, R&D 종사 석사인력은 2004년 6만 8천명에서 2015년 12만 2천명으로 늘어날 전망이며, 그 가운데 NT분야의 비중은 2.4%(2004) ⇒ 4.9%(2010) ⇒ 9.9% (2015) 로 증가할 전망임.
□ 나노인력 수요 전망
● [R&D 인력수요 전망] NT 박사인력 수요는 2005년도 1천2백명 수준에서 2015년에는 7천 9백명 수준으로, 석사 인력 또한 2005년 1천 5백명 수준에서 2015년에는 1만 2천명 수준으로 빠르게 증가할 전망임.
● 연구개발과정에서 석·박사가 진행하는 연구과정에서 이들의 지휘 감독하에 시험, 측정, 분석 등의 보조업무를 수행하는 학사급 인력은 전체적인 석박사급 연구개발인력의 확충에 비례하여 증가.
● [산업기술 인력수요 전망] 나노기술 관련한 성과가 축적하면서 이를 상용화하는 산업, 특히 디스플레이, 로봇, 차세대 이동통신, 차세대 전지 등을 포함한 차세대성장동력산업을 통해 향후 빠르게 증대될 전망임. 나노관련 산업은 가정용(은나노 제품, 광촉매 제품 등)과 산업용(반도체 관련 제품, 나노소재 및 부품, 탄소나노섬유 등) 제품 생산에 빠르게 활용되고 있어, 관련제품을 생산하는 기업이 2001년도 78개소에서 2005년도에는 214개소로 증가하였고, 이러한 추세는 더욱 가속화될 전망.
● 기업체의 생산 및 기술관련 부서에 근무하며 제품개발 및 생산을 담당하는 생산기술인력은 나노기술 관련 성과를 축적하면서 나노기술을 상용화한 산업이 점차 자리를 잡아가면서 향후 빠르게 증대될 전망이고, NT 산업기술인력은 생산 기획 및 관리에서 석사급 또는 경력이 풍부한 학사급 인력, 그리고 생산과정에서는 학사급 인력이 주축.
● [인력수요 종합] 연구개발에 종사하는 석박사 인력과 상업화를 담당할 산업기술인력을 종합하면 2010년에 1만 9,500명, 2015년에는 5만 1,700명 수준에 달할 것으로 전망됨.
□ 나노인력 공급 전망
● 나노기술이 빠른 속도로 연구개발과 생산과정에 도입됨에 따라 급증한 나노인력의 수요를 충족시키기 위해 국내에서는 나노학과가 개설되면서 빠르게 공급이 늘고 있음. 이공계의 여러 전공분야에서 이미 나노기술에 대한 연구가 진행되어 왔다는 점을 감안하면, 나노인력의 양성과 공급은 비단 나노학과 졸업자로만 국한될 수 없고, 관련 전공분야에서 나노기술에 대한 교육 훈련을 받거나 연구개발에 종사해 온 인력 또한 공급의 한 축을 이루고 있음.
● [NT 전공자] 2001년 이후 나노인력을 전문적으로 양성하기 위한 나노학과의 개설이 시작되어 현재 학부, 석사, 박사 등의 학위 과정과 협동과정을 포함하여 29개 대학에서 33개 학과(또는 과정)가 운영중인데, 이 가운데 학부과정은 19개 대학에서 운영하고, 33개 대학원에서 협동과정 또는 개별학과 대학원 운영중
● [NT 관련학과 전공자] 나노기술의 근본속성인 학제적 요소와 화학, 생물학, 물리학, 생명공학, 전자공학 등 인접학문과의 연계성을 감안하면 이미 개설된 나노학과에만 인력공급을 국한시킬 수 없고, 이들 인접학문 졸업자의 경우에도 일부를 나노인력의 공급으로 포함시켜야 할 것임.
□ 나노인력 수급전망 종합
● 공급규모는 향후 사회적 수요에 대응하여 많은 젊은 과학도들이 전공분야로 나노기술을 선택하는 등 자연적 증가 추세와 함께 부족한 수요를 충족시키고자 정책당국자의 공급확대 시책으로 인하여 지속적으로 늘어날 전망임.
● 기존의 공급구조와 규모에 아무런 변화가 없이 유지될 경우의 파급효과를 분석하고, 이를 기초로 인력 수급정책 수립에 활용될 보조자료라는 관점을 견지하여 2004년 양성규모가 그대로 유지된다고 가정하고, 2005∼2015년 나노기술 분야 연구개발인력 및 생산기술인력 수요와 공급 전망을 종합하면, 향후 2005∼2010년 기간 연평균 나노기술분야 박사 인력은 290명 정도, 석사는 340명 수준, 학사는 320명 정도 부족할 전망임.
● 부족한 공급을 충족시킬 수 있도록 교육기관의 확충, 신진 연구자의 발굴, 해외인력 유치 방안 등 다각적인 대책 수립이 필요하고 특히 질적인 측면에서 창의적 인적자원이 양성될 수 있도록 인력양성기반을 구축하는 것이 요구됨.
● 수급전망은 단순한 인원수만을 기준으로 하여 산출된 전망치이고 분야별 수급을 고려하지 않아 한계가 있음. 특히 수요측면에서 나노기술 분야별 인력수요를 도출하였듯이 공급측면에서도 기술분야별 규모를 산출하여 수급전망치가 도출되어야 하지만 이는 자료 미비로 인해 어려움.
● 인력의 기술수준과 같은 질적 측면을 고려할 수 있는 자료의 입수가 어렵다는 점을 감안한다면 정책의 초점은 인력시장 메카니즘을 통해 수급이 원활히 이루어질 수 있도록 시스템 조성과 운영이 필요하고, 이를 위해 필요한 대책으로서 대학, 연구소, 산업체의 관련분야 전문가가 나노인력을 수요하는 분야로 가급적 쉽게 전환하여 종사할 수 있도록 단기 연수 및 재교육 프로그램 제공 등이 필요함.
♣ 박명수 박사 (과학기술정책연구원, mspark@stepi.re.kr)
나노인력, 그 특성과 수급 전망