삼성경제연구소가 2010년 2월 5일자로 발표하는 seri 경영노트 제41호 ‘혁신적 발명의 패러다임 변화 및 시사점’ 보고서 주요내용이다.

글로벌 경제위기에도 불구하고 2009년 세계 r&d 투자는 전년도와 거의 유사한 1조 1,125억 달러 수준이 예상되고, 2010년에는 아시아 개도국의 투자확대로 2008년 수준 이상 회복될 것으로 기대된다. 이같이, 불황 속에서도r&d 투자가 유지되거나 빠른 속도로 회복되는 이유는 정부나 기업이 r&d를 미래 경쟁력의 원천으로 생각하기 때문이다. 글로벌 1000大 혁신기업을 대상으로 한 설문조사 결과, 2009년 순이익의 감소에도 불구하고 r&d 투자를 증가시키겠다는 기업이 42.7%라는 사실이 이를 뒷받침한다. 각국 정부와 기업들은 포화된 제품 시장 속에서 점진적인 혁신이 가진 한계를 인식하고, ‘혁신적 발명’을 통해 신시장 개척 및 차별화된 경쟁력 확보를 시도하고 있다.

미국의 r&d 매거진이 매년 선정하는 ‘100大혁신적 발명(r&d 100 awards)’을 5개년씩 3期(1975~1979년, 1990~1995년, 2005~2009년)로 나누어 혁신적 발명의 ①수행주체, ②분야, ③수행방식의 변화를 살펴보았다. 먼저 수행주체 측면에서는 기업 단독 및 기업 간 협력의 비중이 감소한 반면, 연방정부의 펀드를 받는 정부 연구소(national lab)의 참여 비중이 빠르게 확대된 것을 알 수 있었다. 특히 1970년대까지 母기업의 독점 이윤을 바탕으로 안정적으로 기초연구를 수행하던 기업 중앙연구소의 비중이 크게 약화되었다. 둘째, 연구 분야 측면에서는 전자·정보통신 분야의 혁신적 발명이 축소된 반면, 나노 및 기타 분야의 수상이 증가했다. 이는 융합과 학제 간 연구의 성과가 나타난 것으로 설명할 수 있다. 셋째, 모든 개발 주체에 대해 단독개발 과제의비중이 감소한 반면, 정부 연구소 및 대학의 공동 연구개발이 크게 확대되었다. 이는 개방형 혁신 패러다임이 확산되면서 공공부문의 축적된 기초연구성과를 활용했기 때문이다.

혁신적 발명의 패러다임 변화가 주는 시사점은 다음과 같다. 먼저, 기초원천 분야 연구를 주도하는 대학이나 정부 연구소의 혁신역량이 ‘기업이 활용 가능한 수준으로’ 획기적으로 강화되어야 한다. 또한 기업은 기초 분야의 연구에 있어서 공공 부문을 활용하는 개방형 혁신을 강화해야 하며, 정부r&d 과제의 기획 및 평가 단계에서 참여를 확대할 필요가 있다. 마지막으로, 한정된 연구개발 자원을 필요한 분야에 집중할 수 있도록 r&d의 단계별 접근과 매끄러운 연결을 특징으로 하는 국가 r&d 시스템의 구축이 필요하다.

1. 위기 이후 글로벌 연구개발투자 동향

2010년 글로벌 r&d 투자 규모는 경제위기 이전보다 확대될 전망

글로벌 경제위기에도 불구하고 2009년 세계 r&d 투자는 2008년과 거의 유사한 1조 1,125억 달러(∇0.8%) 수준. 미국, 일본, 유럽 국가 등 선진국의 r&d 투자는 금융불안에 따른 투자심리 위축의 영향으로 2008년 대비 축소. 미국: 3,976억 달러 → 3,892억 달러(∇2.1%), 일본: ∇5.5%,유럽: ∇4.2% 등. 전체 r&d 중 정부 자금의 비중이 높은 중국, 인도는 2009년 r&d지출이 증가할 것으로 예상

2010년은 아시아 개도국의 투자확대로 2008년 수준 이상 회복될 것으로 기대. 미국, 일본 등은 1~3%의 소폭 증가가 예상되는 반면, 중국, 인도 등아시아 개도국은 15% 내외의 빠른 증가가 예상. 특히, 아시아 국가 전체의 r&d 투자가 미국 수준으로 확대되고, 중국과 일본의 r&d 투자가 대등해지는 분기점이 될 것으로 전망

위기 극복과 경쟁력 확보 수단으로 혁신적 발명이 요구

불황 속에서도 r&d 투자가 유지되거나 빠른 속도로 회복되는 이유는 기업이나 정부가 r&d를 미래 경쟁력의 원천으로 생각하기 때문. 과거 위기 상황에서도 r&d 투자를 통해 경영 성과의 대반전을 경험. 2001년 it 버블 붕괴 시, 코닝(美)은 55억 달러의 순손실 상황에서도 r&d 투자를 1억 달러 증가시키고 디스플레이의 대형화를 준비→ 2005년 흑자 전환 달성 및 이후 순이익 규모 지속 확대. 이번 경제위기에 대한 글로벌 기업들의 인식도 동일한 것으로 판단. 글로벌 1000大혁신기업3) 조사 결과, 2008년 대비 순이익 감소에도 불구하고 2009년 r&d 지출을 확대하겠다는 기업이 42.7%

新산업/新사업 발굴을 목적으로 하는 최근의 r&d 경영 트렌드와 부합. 포화된 제품 시장 속에서 점진적인 혁신이 가진 한계를 인식하고, ‘혁신적 발명’을 통해 新시장 개척 및 차별화된 경쟁력 확보를 시도. 글로벌 선진기업들은 r&d 조직과 신규 사업 발굴 프로그램을 연계시켜 운영. 듀폰의 apex(1998), ibm의 ebo(2000), ge의 ib(2003) 등

2. 혁신적 발명의 패러다임 변화

미국 r&d magazine이 매년 선정하는 ‘100大혁신적 발명(r&d 100 awards)’을 5개년씩 3期(1975~1979, 1990~1994, 2005~2009)로 구분하여 분석한 결과, 혁신적 발명의 ① 수행주체, ② 분야, ③ 수행방식이 변화. 혁신적 발명의 패러다임 변화를 보기 위해 가시적인 혁신 성과가 있었던 r&d의 과정상 차이를 시기별로 분석

① 수행주체(who)

혁신적 발명의 수행주체로 정부 연구소(national lab)가 빠르게 부상. 민간 부문이 단독으로 진행하거나 기업 간 협력으로 진행한 과제는 77% → 59% → 55%로 감소. 1990년대에는 정부 연구소가, 2000년대에는 대학이 참여한 수상과제의 비중이 확대. 정부 연구소: 21% → 38% → 40%. 대학: 4% → 5% → 10%

1970년대까지는 주로 거대 기업의 연구소가 in-house r&d 형태로 기초연구를 주도했으나, 1980년대 이후 반독점 규제 강화 및 母기업의 재정악화로 기초연구 비중이 약화. 과거에는 母기업의 독점 이윤을 바탕으로 안정적으로 운영되면서 사회 공헌 목적의 순수, 기초 분야 연구를 적극 수행. ge 중앙연구소(ge global research), 히타치 중앙연구소 등

통신 네트워크 분야의 세계 최고 연구소 bell lab은 1980년대 후반 반독점법 위반으로 母기업 at&t가 분리되면서 급락. 한때 연구 인력이 2만 명에 달했으나 2003년에는 1000명까지 급감. 2006년 알카텔-루슨트와 합병한 이후, 상용화가 쉬운 응용기술이나 목적지향적 기초연구(directed basic research)에 집중. 기업 중앙연구소에 대한 母기업의 안정적 재정 지원이 어려워지면서 외부 펀딩의 비중이 높아지는 추세. ge 中硏15%, 제록스 parc 15%, 히타치 中硏10% 등

최근의 혁신적 발명 중에는 미국 연방정부의 펀드를 받는 정부 연구소가주도한 과제의 비중이 급증. 2009년 100大혁신적 발명 중 46개가 美에너지부(doe) 펀딩 과제. 2005~2009년 doe 산하 정부 연구소가 주관한 프로젝트의 수상 실적: 로렌스 리버모어 연구소(21개), 오크 리지 연구소(18개) 등

② 분야(what)

전자·정보통신 및 공정 기술 분야의 혁신적 발명이 축소되는 반면, 소프트웨어, 나노·광학 및 기타 분야의 확대가 뚜렷. it 기술의 他분야 확산이 증가하면서, it 디바이스 및 하드웨어의 혁신은 점진적 기능 개선 형태로 진행. 하드웨어의 기능을 극대화하는 소프트웨어 기술이 빠르게 발전. 나노·광학, 기타 분야가 증가한 이유는 기존 기술 카테고리로 정의하기 어려운 융합, 학제 간 기술 등 新분야가 포함되어 있기 때문. clean tech., 뇌 과학, 나노 박막 기술, 量子(quantum) 연구 등

바이오·건강, 에너지·환경 분야는 1990년대에 수상 횟수가 증가했으며, 기계·수송장비, 화학·소재 분야는 2000년대 들어 확대. 1970년대 미국 연방정부가 ‘암과의 전쟁’을 선포한 이후 보건, 의료분야의 r&d 지출이 지속적으로 확대. “원자를 쪼개고 사람을 달로 보내려고 한 것과 같은 집중적 노력을, 치명적 질병을 정복하는 데에도 기울일 것”(1971년 美닉슨 대통령). 1970년대 후반 오일쇼크 이후 연방정부 주도의 에너지 연구가 증가. “미국의 에너지 문제는 전쟁만큼이나 윤리적인 문제” (1977년 美카터 대통령의 에너지계획 출범 연설 中). 최근 기계, 화학 등 전통 산업에 기초를 둔 융합기술의 발전이 뚜렷. 퓨전 마그네팅 베어링(‘09), 에너지 절감형 개량 플라스틱(’08) 등

③ 수행방식(how)

혁신적 발명 중 단독 개발한 과제의비중은 81% → 72% → 62%로 감소. 기업 단독 개발의 비중이68% → 49% → 46%로 감소. 1975~1979년 ge11)는 35개 수상과제 중에 단독 개발이 34개. 同기간 10개를 수상한 히타치도 8개가 단독 수행. 정부 연구소 및 대학의 단독 수행과제는 1990~1994년 증가 후 최근 감소. 공공 부문 단독 수행과제의 비율은 각 기간별로 14%, 23%, 17%

대학, 정부 연구소가 기업의 협력 파트너로 유력하게 부상. 1990년대 후반 개방형 혁신 패러다임이 확산되면서 공공 부문의축적된 기초연구 성과를 활용하는 공동개발이 증가. 대학 참여 공동개발 과제: 14개(3%) → 25개(5%) → 46개(9%). 정부 연구소 참여 공동개발 과제: 43개(9%) → 77개(15%) → 120개(24%). 다수의 연구소나 대학이 역할을 분담하면서 新기술 및 新산업 분야를 개척. 인공 망막(‘09), 센서 인터넷(’08) 등은 10개 이상의 기관이 참여

3. 시사점

공공 부문: 혁신역량의 획기적 강화

기초·원천 분야 연구를 주도하는 대학이나 정부 연구소의 혁신역량을 획기적으로 강화하는 것이 시급. 혁신적 발명을 위한 공공 부문의 역할이 중요해지는 것은 세계적 추세. 미국정부는 2016년 기초연구 예산을 2006년의 2배로 확대할 계획. 한국은 공공 부문의 기초·원천 기술 공급 능력이 부족한 상황. 한국 대학의 기초연구 비중 : 42.4%(‘00) → 36.9%(’08). 대학, 정부 연구소에 축적된 기초 역량을 어떻게 활용하느냐가 미래국가 경쟁력을 결정. 美에너지부 산하 연구소는 연구영역을 확장하면서 기업, 대학 및 다른 연구소들과의 협력을 통해 성과의 활용 범위를 확대

기업: 기초연구 분야의 개방형 혁신 강화

한국기업들이 쉽게 도입할 수 있는 ‘개방형 혁신’의 방법이 바로 ‘국가 기초연구 역량의 활용’임을 인식. 미래 사업분야의 경쟁력 선점을 위해서 창의적인 아이디어가 필요. r&d는 미래 사업의 방향을 제시하는 操舵手. ‘기초부터 응용, 사업화까지’ 기업이 전부 하려는 것은 비효율적. 한국기업의 r&d 투자 중 기초연구 비중 : 6.1%(‘00) → 11.8%(’08). 기업과 공공 부문이 협력하는 ‘시장지향적 기초연구’를 강화. 기업이 주도하여 전략 연구 분야를 기획·평가하고, 대학과 정부연구소를 중심으로 기초연구를 수행

국가 혁신역량을 극대화하는 r&d 시스템 재정립

시장이 필요로 하는 기술 분야에 한정된 연구개발 자원과 전략을 집중할 수 있는 한국형 r&d 시스템이 필요. 가용자원의 한계 때문에 r&d의 선택과 집중이 불가피. 한국 r&d 지출의 절대 규모는 미국의 1/10, 일본의 1/4 에 불과. r&d 단계별 접근과 주체 간 매끄러운 연결을 통한 r&d의 효율성제고가 한국형 r&d 시스템의 핵심. 기업이 활용 가능한 수준의 국가 기초연구 역량 구축 (대학, 연구소). 개방형 혁신을 통해 빠르고 비용 효율적인 글로벌 탐색을 수행하고, 기술을 사업으로 연결하는 글로벌 최고 수준의 실행역량 구축(기업)