기획특집
미국의 첨단 제조정책의 추진 개요와 향후 전망 - 2
작성자 : 편집부
2026-05-08 |
조회 : 6
Ⅳ. 주요 첨단 제조정책의 특징
1) 범부처 협력체계 구축과 법제화를 통한 정책 기반 강화
2011년 PCAST가 AMP 구성을 권고하면서 미국 첨단 제조정책의 토대를 마련하였고, 2012년에는 권고안에 따라 NSTC가 NNMI 구축 필요성을 제시하면서 DOD, DOE, DOC, NSF 등 4개 부처가 참여하는 범부처 협력체계를 구축하였다. 2012년 3D 프린팅 분야 특화 연구소인 ‘America Makes’를 첫 번째 IMI로서 기술 분야 특화 연구소 모델로 확립하였고, 2014년에는 의회가 RAMI Act를 통과시키면서 Manufacturing USA 프로그램의 법적 근거를 마련하였다.
미국 내 기업들이 2030년까지는 국회 및 정부 변경과 무관하게 첨단 제조 혁신 프로그램을 통해 법적으로 장기 스마트 제조 투자 계획을 수립할 수 있었던 것은 2014년의 RAMI Act와 2022년의 CHIPS and Science Act 제정으로 첨단 제조정책 예측 가능성을 높였기 때문이었다. 즉 관련 법을 통해 국가 선진 제조 전략을 4년마다 수립할 수 있도록 의무화하였고, 정부와 기업이 공동으로 스마트 제조 기술 로드맵을 검토하고 수정할 수 있게 하였으며, 3년마다 국회 ‘회계 감사국(이하 GAO)’이 프로그램 감사를 수행하여 스마트 제조 협력 성과에 대한 평가와 개선안을 도출할 수 있게 하였기 때문이었다. 상무부는 산하 NIST를 통해 스마트 제조 표준화를 주도하여 참여 기업들의 자발적인 채택을 유도하고, 국방부는 ‘사이버 보안 성숙도 모델 인증(CMMC)’의 보안 요구사항으로 스마트 제조 사이버 보안 관련 협력을 유도하는 등 부처별 전문성 기반 역할을 분담하여 지원함으로써 정부 개입을 최소화할 수 있었다.
2) 기술 분야별 특화 연구소 네트워크의 체계적 확장
2010년대 중반 에너지부가 지원하는 센서, 데이터 분석 분야의 Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute(이하 CESMII)를 설립하여 플랫폼 기반 스마트 제조 기술개발을 본격화하였다. 이후 포토닉스 분야의 AIM Photonics, 디지털 제조 분야의 MxD, 로보틱스 분야의 ARM 등 기술 분야별 첨단 제조 핵심 분야 특화 연구소를 18개소로 단계적으로 확대하여 설립하였다. MII는 고유의 기술 분야에 특화된 첨단 파일럿 스마트 제조 시설과 그 적용을 위한 테스트베드를 구축하여 공유 인프라로 제공하였는데, 공유 인프라 구축을 위해 연방정부가 17억 달러를, 산·학 및 주 정부의 매칭펀드 12억 달러를 투자하였다. 기술성과 관련된 테스트베드 구축과 제품화를 위한 프로토타입 제작 시설 및 완성품 제조 시설 구축 지원을 통해 연구실 기술을 상용화하고 제품화할 수 있는 물리적 인프라도 제공하였다.
지역의 기업, 대학, 비영리 단체 및 주 정부가 참여하는 지역 스마트 제조 컨소시엄을 구성하여 반도체, 청정에너지, 바이오패브리케이션 등 특정 첨단 기술 분야에서의 글로벌 경쟁력 확보를 위해 10년 장기 실행 계획을 수립하였다. 또한 기술 기업가들이 혁신적 아이디어를 실제 사업으로 발전시킬 수 있도록 첨단 기술 관련 산업 도입을 촉진하고, 스타트업 추진을 지원하여 창업 생태계가 제대로 정착될 수 있도록 종합적인 지원 시스템을 구축하였다. 그리고 대기업 간 합리적 경쟁 유도를 위해 중립적인 입장에서 지식재산권 보호와 공정 경쟁을 보장함으로써 사전에 경쟁사들이 공동으로 연구를 할 수 있도록 지원하여 과도한 경쟁을 제한하였다.
3) 연구소와 현장 기업을 연계하는 민·관 공동 투자 정책 성과 극대화
미국의 첨단 제조정책 추진 체계는 범부처 협력체계의 중심 역할을 수행하는 첨단 제조 국가프로그램 사무국(이하 AMNPO)과 기술개발부터 제조 현장으로의 확산까지 체계적인 정책 실행을 담당하는 18개의 MII로 구성되어 있었다.
2024년 11월 스마트 제조 기술 전문기관인 CESMII와 전국 1,400여 전문가 네트워크를 갖춘 MEP 간 양해각서를 체결함으로써, 연구소에서 개발된 첨단 기술을 중소기업 현장에 직접 전달하는 기술 확산 가속화 체계를 완성하였다. 아울러 반도체, 청정에너지, 바이오 기술 등 전략적 우선 기술 분야의 지역 거점 육성을 위해, 2024년 12개 허브에 5억 400만 달러 투자함으로써 연구소 네트워크를 보완하는 지역 특화 첨단 제조생태계를 구축하였다.
스마트 제조 혁신 프로젝트에서 연방 대비 민간 매칭 투자 비중을 1:1 이상으로 의무화함으로써, 연방의 민간 매칭 투자 비례 원칙과 제조 혁신 성과와 연계된 지원 원칙을 적용하였다. 이를 통해 무조건적인 정부 의존을 방지하고 시장 검증을 기반으로 하는 협력 구조를 실현하였다. 2022년에는 연방정부가 1.09억 달러를 투자한 것 대비 민간에서는 3.07억 달러를 투자하여 민간 투자 규모가 정부의 약 3배에 달하였다. 이는 정부 투자금을 초과하는 민간 매칭 투자를 유도하고 민간의 리스크 분담을 가능하게 함으로써 시장성 높은 기술개발에 집중할 수 있도록 하였다.
이러한 배경에서 18개 MII는 약 2,500여 참여 기업과 대학이 각 기관 이사회에 민간 대표로 참석하여 스마트 제조 연구 방향성과 예산 집행에 대한 실질적인 의사 결정 권한을 보유하였으며, 이에 따라 해당 거버넌스는 정부 주도가 아닌 산업계 수요를 반영하는 방식으로 운영되었음을 의미한다. 또한 스마트 제조 실증 과제의 공모 절차와 성과 평가에 따라 후속 지원 여부를 결정하는 성과 연동 시스템을 선정하여, 특정 기업에 대한 특혜를 배제함과 동시에 실용적인 스마트 제조 솔루션 개발을 촉진할 수 있었다.
4) 정부-기업 공동 기반의 다층적 스마트 제조 협력체계 구축
Manufacturing USA 산하 18개의 MII는 75%에 달하는 회원 중소 제조 기업이 첨단 스마트 제조 기술개발에 직접 참여하고 성과를 공유할 수 있도록 포용적 혁신생태계를 구축하였다. 또한 스마트 제조 핵심기술 영역을 담당하면서 기업과 공동으로 IoT, AI, 디지털 트윈 등 스마트 제조 원천기술을 개발하였다. 매년 기술개발에 따른 위험을 공유하기 위해 정부-기업 컨소시엄 형태로 670건에 달하는 스마트 제조 연구 개발 과제를 수행하여, 이 과정을 통해 개발된 성과물을 참여 기업들이 무료로 활용할 수 있도록 오픈 소스로 공개하는 공공재를 창출하였다.
연방정부의 예산 지원과 주 정부의 운영, 그리고 기업의 적극적인 수요 및 사례 제공이 결합된 MEP 센터는 협력 네트워크를 형성하여 매년 33,500개에 이르는 중소 제조업체에 스마트 제조 전환 컨설팅을 제공하였다. MEP 센터의 기능은 Manufacturing USA의 첨단 스마트 제조 기술을 중소기업 현장에 적합한 수준으로 패키지화하여 전파하고, 현장에서 전달되는 기술에 대한 수요와 애로사항을 혁신 기관에 전달하는 첨단 제조 기술의 발전적 순환을 촉진하는 것이었다.
DOE의 투자로 설립되고 UCLA를 통해 운영되는 CESMII는 181개 회원 기업과 공동으로 구축한 스마트 제조 상호 운용 플랫폼(이하 SMIP)에 대한 개발 방향과 기능 범위를 정부-기업이 협의하여 결정하였다. 즉 플랫폼에 참여한 기업들의 생산 데이터 소유권에 대해서는 각 기업에 보장하였지만, 표준화된 메타데이터 분석 결과와 모델에 대해서는 플랫폼 참여 기업 간에 공유함으로써 기업 혁신과 경쟁력 강화를 동시에 도모하였다. 또한 타 플랫폼과의 호환성을 확보하기 위해 플랫폼의 API와 프로파일 사양을 공개하였고, 독일과 공동으로 GAIA-X 연동 아키텍처를 개발하여 글로벌 스마트 제조 데이터 협력을 확대하였다.
5) 연방 스마트 제조 인력 양성 전략과 산·학 주도 지역 거점 인력 양성 체계
2022년 연방정부는 첨단 제조 인력 기반을 충분히 확충하기 위해 11개의 전략 목표와 세부 과제를 담은 ‘첨단 제조업 국가 전략(National Strategy for Advanced Manufacturing)’을 발표하였다. 이를 통해 향후 4년간 산·학·관이 협력하여 첨단 제조 환경에 어울리는 교육훈련 시스템을 구축하여 다양한 계층의 인재가 참여할 수 있도록 연방 차원의 첨단 제조 인재 양성 목표를 명문화하였고, DOE·NIST·NSF 등 부처별 실행 계획을 세워 산업별·직무별 맞춤형 교육훈련과 인증 과정을 지원하였다. 아울러 산·학 협력 기반의 Advanced Manufacturing Competency Model, Federa- tion for Advanced Manufacturing Education(이하 FAME) 프로그램, 커뮤니티 칼리지 스마트 제조 커리큘럼 등의 실무·견습형 교육훈련을 전국적으로 확산하였다.
미국 연방정부는 2023년 ‘첨단 제조 인력 스프린트’를 선포하여 DOL, DOC, DOE 등이 협력해 AI·로봇·IoT 등 4차 산업 관련 스마트 제조 핵심기술을 단기간 집중적으로 교육할 수 있는 일자리 훈련을 확대하였다. 구체적으로 ‘사이버교육 이니셔티브’를 운영 중인 NIST는 MEP를 통해 중소 제조업체의 현장 사이버 보안 인력 채용, 훈련 및 유지에 이르기까지 전 주기적으로 인력 관리 컨설팅을 제공하는 인재 확보 역량을 체계적으로 지원하였다.
NSF는 지역 커뮤니티 칼리지와 산업계를 연계하여 현장 기술교육 프로그램용 커리큘럼 개발을 지원하고, 스마트 제조 혁신 관련 STEM 인력 양성 활성화 사업에 연구비를 투입하였다. DOE는 산하 CESMII를 통해 첨단 스마트 제조 현장에 대한 신기술 교육과 더불어 현업 인력 대상으로 한 재교육을 실시하고 있으며, 대학이 ‘산업 평가센터’의 첨단소재 제조 공장에서 수행하는 에너지 효율 평가 과정에 학생들을 파견하여 신산업 제조 기술을 학습하도록 하는 인력 육성 프로그램도 병행하고 있다.
산학 협력프로그램 FAME 모델에서는 지역 커뮤니티 칼리지와 컨소시엄 형태의 제조 기업들이 협약에 의거하여 2년제 학위 과정 ‘Advanced Manufacturing Technician(이하 AMT)’을 개설하여, 로봇 관리, PLC 제어, 기계 품질 관리 등 제조 기술과 직업윤리, 팀워크 등 직업 역량 교육을 하고 있다. 지역 제조업 수요 기반 현장 맞춤형 커리큘럼을 개발하고 있는 커뮤니티 칼리지는 2025년 기준 미국 16개 주 이상 40여 개 지역 거점에서 활성화되어 있으며, 스마트 제조 현장에 실무형 기술 인력을 즉시 투입할 수 있도록 하는 인재 양성의 핵심 거점으로 기능하고 있다.
Ⅴ. 미국의 스마트 제조 시장 전망과 결론
미국은 지난 100년 이상 혁신 제품을 생산해 온 제조업 선도 국가로서 혁신성장 기조를 중시해 왔으나, 2000년대 이후 제조업이 위축되면서 성장 동력이 약화되고 미국 경제가 위협을 받게 되자 정치권을 중심으로 제조업 부활 정책에 대한 요구가 제기되었다. 2010년 이래 4차 산업혁명이 보편화되면서 첨단 기술의 중요성은 한층 더 증대되었고, 글로벌 제조 주요국들은 자국의 경제 안보와 첨단산업 육성과의 연계를 강조하면서 첨단 제조 패권 경쟁을 날로 심화시키고 있다. 따라서 경쟁국들과의 첨단 제조 패권 경쟁에서 경제성장과 산업 혁신을 지속 가능하게 하기 위해서는 스마트 제조의 활용을 통한 제조 경쟁력 강화 국가 전략이 필요하였다.
미국은 2008년 금융위기 이후 경제 불황이 지속되면서 오바마 행정부는 경제 상황을 호전시키기 위해 제조혁신 정책과 제조 인력 양성을 위한 투자 확대 정책을 추진하였으며, 아울러 1980년대 이후 미국을 떠났던 자국 기업의 리쇼어링과 글로벌 기업의 자국 유치 정책까지 적극적으로 추진하였다. 2010년 이후 미국 행정부는 제조혁신에 필수적인 스마트팩토리에 대하여 큰 이해를 가지게 되었고, 국내 제조업에 대한 첨단 제조 지원 정책 강도를 꾸준하게 강화하며, 이에 따른 첨단 스마트 제조에 대한 투자량도 증가시켰다.
이런 정부의 정책에 미국의 제조업체들은 스마트팩토리를 통해 제조업의 당면 과제들인 생산 효율성 제고 및 제조업 탄력성 회복 등을 상당 부분 해결할 수 있을 것으로 기대하며 스마트팩토리 구축을 위한 디지털 전환을 시도하였다. 또한 컴퓨터 비전, 로봇 공학, 센서, 머신러닝, 5G 네트워크 인프라, 클라우드 및 엣지 컴퓨팅과 같은 첨단 스마트 기술이 제조 현장에 얼마나 효과적이고 필요한 것인지에 대하여 빠르게 인식하게 되었다. 이와 관련된 세계적 컨설팅기업 딜로이트에 의하면 미국 제조업체 86%에 달하는 임원들은 향후 5년간 스마트팩토리 솔루션이 제품 생산 방식을 바꾸어 제조업 경쟁력의 동인이 될 것으로 전망했다.
또한 제조업계도 스마트팩토리 운영을 통해 제조 예측과 안전한 생산 환경 조성이 가능해짐으로써 생산 효율성과 노동 생산성이 제고되고 제품의 품질 향상과 비용 절감을 기대할 수 있을 것으로 전망했다. 실제적으로도 스마트팩토리 이니셔티브 수행을 통해 제조 예측 가능성과 환경 안전성이 10%, 생산 효율성이 20%, 제품 품질 향상이 30%, 그리고 비용 절감이 30% 정도 이를 것으로 평가되었다.
미국이 2010년 이래 적극적으로 추진하고 있는 자국 내 제조업 경쟁력 강화 정책과 해외 진출 기업의 국내 리쇼어링 지원 정책 및 해외 기업의 국내 생산 시설 유치 유인 정책 등이 기대한 성과를 내기 위해서는 스마트 제조혁신이 불가피하기 때문에 미국 내 스마트 제조 지원 정책은 향후 더욱 확대될 전망이며, 이에 따른 스마트 제조 시장 역시 지속 성장할 것으로 예상된다.
먼저 스마트팩토리 솔루션의 경우 글로벌 시장은 2023년 946억 달러에서 2030년 1,762억 달러로 상승하여 연평균 9.34% 성장할 것으로 예측되며, 미국 시장은 2023년 286억 달러에서 2030년 508억 달러로 상승하여 연평균 8.62% 성장할 것으로 전망된다(표 4). 구체적으로 비중이 가장 높은 미국의 산업용 로봇 시장의 경우 2023년 96억 달러에서 2030년 162억 달러로 연평균 성장률 7.77%에 이를 것으로 추정되는데, 2022년 기준 미국의 산업용 로봇 설치 대수는 39,576대로 중국, 일본에 이어 전 세계 3위를 차지했다.
산업용 센서는 2023년 66억 달러에서 2030년 115억 달러로 연평균 9.68% 성장할 것으로 예상되며, 산업용 3D 프린터는 2023년 74억 달러에서 2030년 136억 달러로 연평균 9.15% 성장할 것으로 추정된다. 그리고 머신 비전 시스템은 2023년 55억 달러에서 2030년 95억 달러로 연평균 8.13% 성장할 것으로 예측되는데, 여기에서 스마트팩토리 시장에서 차지하는 비중이 가장 높은 산업용 센서와 산업용 3D 프린터 시장의 경우 2023년 47%에서 2030년에는 49.4%로 증가할 것으로 전망된다.
산업 자동화 및 제어 시스템의 경우 글로벌 시장은 2023년 1,796억 달러에서 2033년 4,264억 달러로 연평균 9.1% 성장할 것으로 예측되며, 미국 시장의 경우 2023년 501억 달러에서 2033년 1,017억 달러로 연평균 7.38% 성장할 것으로 전망된다(표 5).
구체적으로 비중이 가장 높은 컨트롤 밸브 분야의 경우, 2023년 139억 달러에서 2033년 263억 달러로 연평균 6.58% 성장할 것으로 추정되며, HMI 분야는 2023년 83억 달러에서 2033년 191억 달러에 이르러 연평균 성장률 8.72%로 가장 빠른 성장을 기록할 것으로 예측된다. 센서 분야는 2023년 103억 달러에서 2023년 230억 달러로 연평균 8.38% 성장할 것으로 예측되는데, HMI와 센서 분야의 비중은 2023년 37.2%에서 2033년 41.4%로 높아지고, 컨트롤 밸브와 산업용 로봇의 비중은 같은 기간 52.9%에서 49.5%로 소폭 낮아질 것으로 추정된다.
그리고 제어 시스템의 경우, DCS는 2023년 163억 달러에서 2033년 310억 달러로 연평균 6.7% 성장할 것으로 추정되며, SCADA는 2023년 99억 달러에서 2033년 216억 달러로 연평균 8.12% 성장할 것으로 예측된다. PLC는 2023년 12억 달러에서 2033년 263억 달러로 연평균 7.8% 성장할 것으로 추정되는데, 비중이 가장 큰 DCS 시스템의 경우 그 비중이 2023년 32.5%에서 2033년 30.5%로 2% 정도 낮아지고 SCADA 시스템의 비중은 같은 기간 19.8%에서 21.2%로 1.4% 높아질 것으로 전망된다(표 6).
산업별 산업 자동화 및 제어 시스템의 경우 먼저 우주·항공 및 국방 산업은 2023년 106억 달러에서 2033년 192억 달러로 연평균 6.15% 성장할 것으로 추정되며, 자동차 산업은 2023년 94억 달러에서 2033년 160억 달러로 연평균 5.45% 성장할 것으로 예측된다. 화학 산업은 2023년 82억 달러에서 2033년 185억 달러로 연평균 8.57% 성장할 것으로 추정되고, 에너지 및 유틸리티 산업은 2023년 71억 달러에서 2033년 157억 달러로 연평균 8.33% 성장할 것으로 추정되며, 식음료 산업은 2023년 68억 달러에서 2033년 144억 달러로 연평균 7.93% 성장할 것으로 전망된다.
산업별 비중 변화를 보면 가장 높은 비중을 유지하는 우주·항공 및 국방 산업의 비중은 2023년 21.2%에서 2033년 18.9%로 2.3% 낮아질 것으로 예측되며, 화학 산업의 비중은 같은 기간 16.3%에서 18.2%로 1.9% 상승할 것으로 전망된다(표 7).
이렇듯 미국의 글로벌 제조업 생산 비중은 2024년 기준 중국의 31.63%에 이어 15.87%로 2위를 기록하고 있으나, 현재에도 자국 내 제조업 경쟁력 강화를 위한 정책의 지속적 추진과 해외로 진출했던 자국 기업들의 국내 리쇼어링을 적극 지원하고 있어 향후 디지털 기술을 적용한 스마트 제조 혁신 지원 정책은 계속해서 가속화될 전망이다.
