국내 계측기 산업은 1970년대 말 전자공업이 발전하면서 계측기 초기 시장 기업들이 오실로스코프, 오디오 발생기, 멀티미터 등의 제품을 개발하며 현재에 이르렀다. 

지금은 전기·전자·제어 등 다양한 기술이 결합되어 디지털 및 복합화된 제품으로 발전하고 있으며, 통신·반도체·자동차 등 거의 모든 첨단 제조업에서 사용되고 있다. 여기서는 NICE 평가정보에서 수행한 산업통상자원부의 ‘2014 산업 경쟁력 조사’ 보고서 내용 중 계측기기 부분을 토대로 국내외 계측기 산업의 현황과 향후 전망에 대해 짚어 본다.

계측기기는 각종 측정 대상물의 전기·물리·화학적 측정치를 수집, 검출, 처리, 표시하거나 이를 바탕으로 제어 작용을 실행하는 기기로 정의된다. 단순히 물리적인 수치(m, kg 등)를 측정하는 계측기부터 전기적인 신호, 주파수 등 고도의 물리화학적인 반응을 측정하는 정밀 계측기까지 용도에 따라 다양한 유형이 있다.

국내 계측기 수요 규모는 세계 5∼10위권으로 추산되지만, 국내 계측기 업체는 중소기업 위주로 구성되어 있고 계측기 핵심 원천 기술이 열위에 있어 계측기 수요의 50% 이상을 수입 제품에 의존하고 있는 것으로 보인다. 

또, 고부가가치의 고정밀·고사양 특수 계측 분야를 중심으로 외산 장비들이 선호되고 있으며, 국내 제품은 범용 전자계측기, 일부 통신계측기, 반도체 및 디스플레이 검사장비 등을 중심으로 자체 개발 및 생산하고 있지만 핵심 부품을 수입한 후 조립, 생산해서 판매하는 경우가 많아 국제 경쟁력이 낮은 수준이다.

계측기 산업의 특성

1. 고부가가치, 기술 집약형 산업

계측기 산업은 전자, 전기, 정밀 가공 컴퓨터 관련 기술 발전의 기반이 되는 산업으로, 타 산업에 대한 파급력과 전략적 중요도가 큰 편이며, 고정밀도와 고정확도가 요구되므로 제품에 대한 신뢰성이 중시된다. 따라서, 한국에 비해 기술적으로 앞서 있는 미국, 일본, 독일, 영국 등 주요 선진국 브랜드가 세계 시장의 80%를 점유하고 있다. 반면에 일반 산업용, 범용 계측기 시장의 경우 상대적으로 가격 경쟁력이 중시되어 한국, 중국, 대만 등 신흥공업국의 시장 점유율이 증대되고 있다.

2. 다품종 소량 생산 체계

계측기 제작 기술은 전문화, 특수화된 분야이기 때문에 보통 계측기 제조 기업은 전업화(全業化)되어 있다.

또한, 단일 품목 기준으로는 내수 시장 규모가 작고, 기술 장벽은 높지만 다양한 규격과 기능이 요구되어 대량 생산이 어렵기 때문에 다품종 소량 생산 체계에 적합한 중소기업 위주로 시장이 형성되어 있다.

3. 광범위한 전방 수요 산업 보유

다양한 산업의 기반 산업인 계측기는 반도체, 디스플레이, 공장 설비 자동화, 정밀기계, 환경, 기상, 항공, 방위, 의료, 바이오 등 활용 분야가 광범위하다. 전자제품을 생산할 때 기본적으로 활용되는 범용 장비(오실로스코프, 전원공급기, 디지털 멀티미터, 함수발생기, 주파수계수기, 스펙트럼 애널라이저 등)부터 각 산업의 분야별 전문 계측기(환경, 원자력, 의료 등)에 이르기까지 계측기 품목은 약 3,000종에 달한다.

4. 높은 수입의존도

계측기는 외산 제품이 선호되기 때문에 미국, 일본, 독일, 영국 등 주요 선진국이 대부분의 세계 시장을 점유하고 있으며, 첨단 산업에 사용되는 고정밀, 고부가가치, 특수 사양의 특수 계측기는 수입의존도가 70∼80%에 달한다. 국내에서는, 주로 노동집약적 범용 계측기가 생산되는데, 이 또한 부품 수입 비중이 약 40%대로 높다.

국내외 계측기 산업 현황

전기·전자 장비의 전기적 특성을 시험·측정·분석하는 기구인 전자계측기(전자기 측정 시험 및 분석기구, 이하 ‘전자계측기’)는 디스플레이, 통신 등 수요 산업이 성장함에 따라 양호한 성장세를 나타내고 있다.

국내의 경우 전자계측기 내 범용계측기 주요 품목인 오실로스코프, 네트워크 분석기, 논리회로 분석기, 프로토콜 분석기 등은 생산 비중이 높지만, 상대적으로 기술 난이도가 높은 스펙트럼 분석기 등 일부 고부가가치 계측기는 수입의존도가 높다.

또한 물질의 물리·화학용 측정 및 분석기구, 물질·재료·장비·제품의 경도, 강도, 연성 등을 시험하는 물성측정기(물질 검사 측정 및 분석기구, 이하 ‘물성측정기’)는 첨단 산업 및 고부가가치 제조업 발전, 국산 제품의 경쟁력 향상 등에 따라 국내 업체 출하액이 꾸준히 증가하고 있다. 물성측정기의 경우 반도체 검사장비, 환경계측기 등은 수출 성장세를 나타내고 있지만, 고정밀, 특수 사양 제품은 수입의존도가 더 큰 품목이다.

특히 통신용(이동 통신용 무선측정기, 광 통신용 계측기 등), 초미세, 고집적, 초정밀 분야 반도체 테스터기(노광기 계측, 웨이퍼 검사기기 등)는 아직 80∼90% 정도가 미국, 독일, 일본 등에서 수입되고 있는 상황이다. 

분석시험기의 경우에도 연구기관이나 기업에서 높은 성능과 데이터 신뢰성이 검증된 외산 장비를 우선적으로 채택하는 경향이 크기 때문에 연구 개발용, 교정 검사용 등은 대부분 수입에 의존하고 있다. 압력계, 액면계, 온도계류(산업용) 등의 경우도 석유화학, 철강 플랜트 등의 공정 분야와 조선 분야에서 일부 국산화가 진행되고 있지만 반도체, 원자력, 방위산업 등 고가의 특수 분야 계측기는 수입의존도가 높다.

속도계는 자동차, 조선 등을 수요 산업으로, 그리고 적산계기는 주택건설, 발전설비 증설 등의 영향으로 수요가 꾸준히 창출되어 국내 출하 규모가 커지고 있다. 속도계와 적산계기류의 수입의존도는 전자계측기나 물성측정기에 비해 상당히 낮은 편이다. 국내생산액에 비해 규모는 크지 않으나 수출과 수입도 꾸준히 증가하고 있는데, 그중 택시미터기, 주행거리계 등의 매출 비중이 가장 큰 것으로 보인다.

세계 계측기 산업은 최첨단 계측기 분야의 특화된 기술을 보유하고 있는 미국, 독일, 중국, 일본, 영국, 이태리, 캐나다, 프랑스 등이 고부가가치 제품을 중심으로 전 세계 시장을 주도하고 있으며, 신흥공업국인 중국, 대만, 우리나라가 범용 계측기를 중심으로 가격 경쟁을 벌이고 있다.

세계 계측기 시장 규모는 생산 공정 자동화, 현대화, 첨단 산업(신재생에너지, 반도체, 정보통신, 우주항공 등) 등 고부가가치 제조업이 성장함에 따라 매년 확대되고 있는데, 앞으로도 전자제품의 견조한 수요 증가에 힘입어 계속해서 성장할 것으로 전망된다.

분야별로 살펴보면, 전자계측기는 모바일 기기와 LTE 네트워크 관련 통신 계측기 수요가 성장을 견인하고 있으며, 앞으로는 LTE 관련 제품의 수요가 선진국 중심에서 벗어나 신흥국으로 시장이 확장됨에 따라 지속적인 성장세를 나타낼 것으로 예측된다.

물성측정기는 국제무역을 위한 제품의 QC(Quality Control)와 국제 품질규격 강화가 성장 요인으로 작용하고 있으며, 분석기기 시장은 생명과학(바이오, 의료 등 연구 개발 투자), 환경(환경 이슈 증가), 화학 산업 성장(연구개발 투자, 공정용 수요)에 의해 꾸준히 증가할 것으로 예측된다.

국내 계측기 관련 기업은 품목 특성상 중소기업 중심의 산업 구조이며, 대부분 대량 생산 제품 라인을 구축하기보다 특화된 생산체계를 구축하고 있다. 시장 규모와 업체 수를 고려했을 때, 속도계 및 적산계에 비해 전자계측기, 물성측정기의 경쟁이 상대적으로 심한 편이다.

국내 계측기 산업의 경쟁력 진단 및 대응 방안

1. 산업경쟁력 진단

계측기 제품 중 첨단 계측기는 제품의 시스템화로 턴키 발주가 증대되는 추세이며, 특수 분야의 원천 기술 및 다양한 제품 라인업 보유에 따라 다국적 계측기 업체가 세계 시장을 주도하고 있다. 특히, 고성능 측정기기의 경우 선진국과 국내 기업의 기술 격차가 대략 3∼5년이라고 평가되고 있다. 

그 원인은 대부분 중소기업인 국내 기업의 경우 장기 프로젝트를 진행할 수 있는 고급 인력과 전문 엔지니어를 확보하기 어렵고, 기술 개발에 대한 지속적인 투자도 쉽지 않기 때문이다. 국내에서도 일부 전략 품목(디스플레이 검사장비, 범용 계측기, 일부 통신계측기, 환경계측기, 유량계 등) 등은 국산화가 상당히 진행되고 있지만 핵심 부품은 여전히 수입에 의존하고 있으며, 범용화된 기술로 노동집약적 양산 기술 등에 집중하면서 중국, 대만 등과 가격 경쟁을 벌이고 있는 상황이다.

최근 계측기는 전자공학, 광학기술, 컴퓨터 제어기술이 적용되어 소형화, 모듈화, 단순화되고 있으며 편리한 유저인터페이스 채택이 증대되고 있다. 또한 단품 위주 제품에서 나아가 주변 인프라와 연동해 스스로 작용할 수 있도록 네트워크화, 시스템화, 인공지능화된 계측기술에 대한 니즈가 커지고 있으며, 턴키 공급이 가능한 하나의 통합된 시스템이 제공되고 있다. 그뿐 아니라 IT, 나노, 바이오, 인지과학 기술 등이 융합되고 의료, 에너지, 항공, 건설, 교육 분야의 다양한 기술과 접목이 시도되는 등 복합 시스템화가 이루어지고 있다.

(1) 전자계측기

전자계측기는 최근 모듈화, 디지털화, 인공지능화, 네트워크화, 콘텐츠 중심의 가상계측기화가 진행되고 있다. 또한 광통신 및 네트워크화 기술을 기반으로 컴퓨터 기능과 통신 기능을 내장시켜 상품 개발부터 생산, 품질 관리에 이르기까지 모든 정보를 공유할 수 있는 시스템화된 계측기기로 발전하고 있다.

(2) 물성측정기

물성측정기는 물리화학, 광학, 전기전자 등의 첨단 과학 기술을 기반으로 하며, 분석 항목의 다양화와 복합 기능화 요구로 단기능(Stand-alone) 제품에서 다른 기기와 결합해 시스템을 구성하는 복합 제품(예를 들면, 만능 재료 시험기 등)으로 발전하고 있다. 또, 측정 데이터를 효율적이고 편리하게 관리하기 위해 디지털화가 진행되고 있으며, 대량 샘플 처리가 가능하도록 자동화, 고속화가 이루어지고 있다.

국내의 경우 비교적 기술차별화가 심한데, 국내 부품·소재 산업이 크게 발달하지 못함에 따라, 관련 측정 장비도 핵심 기술력을 갖추지 못해 노동집약적 기술에 의존하고 있다. 일부 품목을 제외하고는 선진국에 비해 취약한 산업이며 고부가가치 제품 영역 부문(비파괴검사장비, 열화상측정기, 균열 측정 시스템, 진동 및 가속도측정기, 정밀분석기기 등)에서 주요 선진국 대비 30∼50% 기술 수준을 보유하고 있는 것으로 보인다.

(3) 속도계 및 적산계기

속도계는 자동차·선박·항공 등의 수요 부문에서, 적산계기는 가스·수도·발전 부문에서 주로 사용된다. 이들은 점차 디지털화되고 있으며, 스마트그리드 시장 확산에 대비해 원격 제어가 가능한 지능형 계기로 발전하고 있다.

속도계, 적산계기류는 국산화 지원 사업, 기술 중시 경영(기술연구소 운영 등) 등 업계의 꾸준한 개발과 투자로 세계적인 수준의 기술력을 보유하고 있으며, 국내 내수 시장도 국산 제품의 점유율이 절대적으로 높은 편이다.

2. 국내 계측기 산업의 장단점

국내 기업은 서비스 대응력(납기, A/S 등) 측면에서 강점을 보유하고 있으나 브랜드 인지도나 품질(기술력, 정밀성, 내구성 등), 제품 다양성 측면에서 수입 부품에 비해 뒤처진다고 볼 수 있다. 국내 계측기 제품의 경우 일부 품목(디스플레이 검사기기, 환경계측기 등)에서 국제적인 수준의 품질 경쟁력을 갖추고 있지만 정밀성이 요구되는 품목(통신, 자동차 측정장비, 반도체 검사장비 등)에서는 품질 경쟁력이 미흡한 실정이다.

또한 국내 제품은 수입 브랜드 대비 가격 경쟁력이 있다고 인식된다. 그러나 저부가가치 범용 상품은 가격이 중요한 경쟁 요소이지만, 측정 신뢰도가 중요한 계측기 품목의 경우 가격보다는 품질 경쟁력이 우선시된다.

우리나라 계측기 산업은 세계 5위권 규모의 내수 시장을 기반으로 하고 있으며, 국제 경쟁력을 확보하고 있는 반도체, 디스플레이, 이동통신, 플랜트 산업과 IT 수요 기반을 확보하고 있어 성장 잠재력이 있다. 그러나 첨단, 정밀 계측이 가능한 핵심 기술이 확보되지 않아 수입의존도가 심화되면서 산업의 성장 동력을 상실하고 있는 실정이다.

한편, 국산 범용 계측기의 경우 중국, 대만 등 신흥공업국과의 가격 경쟁이 심화되고 있다. 고부가가치 제품도 다국적 기업의 생산기지 이전에 따른 노하우 전수 등으로 중국, 아세안 국가의 제조 기술과 다국적 브랜드의 품질 경쟁력이 합쳐지면서 국내 제조기업이 위협을 받고 있다. 

그러나 IT와 정밀기계 기술이 융합화, 시스템화됨에 따라 계측기 제품도 디지털화, 네트워크화, 모듈화되고 되고 있어 국내에서도 유리한 산업 환경이 조성되고 있다. 앞으로는 기기 외 S/W 시스템 경쟁력 등도 중요해질 것으로 전망되므로, IT 융합을 통한 계측기 개발 등 국내 비교 우위를 적극 활용하는 한편, 근본적인 경쟁력을 확보하기 위한 원천 기술 확보 등에도 주력해야 할 것으로 보인다.

▲ 표. 품질 경쟁력 비교(자료 : 2014 산업경쟁력 조사 중 계측기기 산업)

3. 정책적 시사점 및 대응 방향

(1) 수입 제품과의 경쟁 격화 예상

범용 제품은 전형적인 샌드위치 현상을 보이며 중국 등 개발도상국 제품에 비해 가격 경쟁력을 상실하고 있다. 또, EU 및 미국 글로벌 기업도 원가경쟁력 확보를 위해 생산기지를 중국 및 동남아로 이전하고 있고, 범용 오실로스코프를 중심으로 중국산 제품의 수입 증가가 가파른 성장세를 보이고 있어, 특히 저가 범용 제품 중심으로 국내 업체가 피해를 입을 것으로 예상된다. 

반면, 주문자 생산방식과 같은 산업 특성 등으로 인해 중소기업 위주로 형성된 국내 업계는 단기간에 자생적으로 경쟁력을 확보하기 어려울 것으로 전망되며, 기술 개발 및 지원에 있어서 선택과 집중, 국내 수요처와의 협력 관계 강화 등 종합적인 측면에서 노력해야 할 것으로 보인다.

(2) 국내 업계의 최우선 목표 … 내수시장 점유

국내 계측기 업체의 최우선적인 목표는 수출 등을 통한 시장 확대가 아니라 내수시장 점유라고 할 수 있다. 현재 우리나라의 통신, 반도체,디스플레이, 자동차 산업 등은 글로벌 경쟁력을 갖춘 계측기 수요 산업 기반을 보유하고 있음에도 불구하고, 이들과 관련된 계측기 산업은 내수시장의 60% 이상을 수입 제품에 의존하고 있다. 

그러나 국내 기업의 경우 해외 기업보다 A/S 및 사후 관리, 수요처와의 영업 관계 등에서 유리한 입장에 있고, 이러한 영업 기반을 활용해 수요처와의 공동 기술 대응 노력으로 시장 점유를 확대할 수 있을 것으로 판단되며, 이것은 디스플레이 계측기 분야 등에서 현실적으로 입증되고 있다.

(3) 중소기업 중심 산업의 전제 조건 고려

주문자 생산 방식의 다품종 소량 생산 체제인 산업 특성상, 국내 계측기 산업은 중소기업 위주로 형성되어 있으며 이러한 산업 구조는 앞으로도 지속될 것으로 예상된다. 따라서 이를 전제로 기업 지원 및 기술 개발 지원이 이루어져야 할 것으로 보인다. 

국내 산업의 기술 및 업체 수준, 수입품과의 경쟁 관계를 고려했을 때 기술 개발과 자금 확보 능력이 있는 대기업의 시장 진입도 긍정적일 것 같지만, 계측기 내에서 세부시장별로 특화된 분야가 존재하고 또 수요처의 요구에 맞는 주문자 생산방식으로 생산할 수밖에 없는 구조상, 채산성 등의 문제로 대기업의 시장 참여는 어려워 보인다.

그러나, 계측기는 장기간의 꾸준한 투자와 연구성과가 있어야 성공할 수 있는 산업이므로 고부가가치 기기를 개발하기 위해 장기적으로 표준에 대한 원천기술 개발을 지원하고 기초 산업, 부품 산업을 활성화하며, 설비·기술 개발 자금 지원이 확대되어야 한다.

(4) 수요처의 국산품 선호 성향 존재

계측기 수요는 대부분 주문생산방식 위주로 이루어지기 때문에 제품 기획 단계부터 설치, A/S에 이르는 모든 공급 프로세스에서 수요처의 요구에 시의성 있게 대응하는 체계를 갖춰야 한다. 기술 유출에 대한 우려 등으로 인해, 특히 기술 개발 경쟁이 치열한 국내 수요처일수록 기본적으로는 국내 생산 업체를 선호한다. 

다만, 제품 생산 및 공정 관리상 국산 제품이 정밀도와 신뢰성 면에서 검증되지 않은 경우나 국산 제품을 사용할 수 없는 경우 대부분 수입 제품을 사용하는데, 수입 제품은 시의성 있는 A/S 대응 면에서 국내 업체보다 뒤떨어진다고 인식되고 있다. 수요처와 기술 사양 공유, 장기 거래 유지 등으로 기술적인 신뢰 부분을 해결할 수 있다면 국내 생산 업체가 기본적으로 유리한 입장에 있다고 볼 수 있으므로, 국내 로컬 기업으로서의 강점을 충분히 활용할 필요가 있다.

(5) 기술 개발의 선택과 집중

먼저, 계측기 내 수입의존도가 높은 세부 시장을 중심으로 기술 개발 역량을 집중해야 한다. 수입의존도가 큰 통신·자동차·반도체·플랜트 분야는 시장 수요가 클 뿐 아니라 앞으로도 고성장이 예상되는 산업이므로, 해당 분야를 중심으로 기술 개발 및 지원이 반드시 이루어져야 할 것이다. 또, 이러한 기술 개발 노력은 지속적이어야 하는데, 기술이 어느 정도 수준에 도달했다가 발주처의 기술 요구에 대응하지 못해 매출이 감소한 사례들도 있다(디스플레이 분야의 매출 감소 기업 사례).

다음으로, 국내 업체의 경우 독일 등 선진국 제품에 대해서는 기술적으로, 중국산 제품 등에 대해서는 가격적으로 열세이므로, 이에 대응하기 위해서는 수요처에 특화된 전략을 구사해야 한다. 실제로 국내 업체들의 상당수가 이러한 부분에 초점을 맞춰 사업을 운영하고 있는 것으로 보인다. 수요처마다 계측기의 사양과 적용 기술에 차이가 있으므로, 수요처의 주문에 대응하는 세팅 능력과 특화된 기술에 집중해 전략을 수립해야 할 것이다.

(6) 선진국 사례 벤치마킹

현재 글로벌 계측기 시장을 주도하고 있는 EU, 미국 등 선진국의 산업 현황과 정책을 벤치마킹할 필요도 있다. 글로벌 시장 점유 1위인 독일은 전문성 있는 사업 운영을 통해 확보한 기술 노하우, 기술 인력, 생산 인력을 기반으로 절대적인 제품 경쟁력을 확보하고 있으며, 최근에는 동유럽 등에서 생산인력 유입, 제조기지 이전(중국 및 동남아 등)을 통해 원가경쟁력을 확보하고 있다.

또, 계측기의 경우 제품 공정의 품질 관리를 위한 오류 검증 및 오차측정(노이즈 제거)에 관한 기술이 핵심인데, 이 부분은 장기간 제품 사용에 대한 시계열 데이터가 축적되어야 가능하며, 독일의 경우 이러한 시계열 데이터에 대한 체계적인 관리가 특히 강점인 것으로 파악된다. 반면, 우리나라는 지금도 산업의 기본 인프라인 시계열 DB에 대한 체계적인 관리가 이루어지지 못하고 있어 기술 개발에서의 한계로 지적되고 있다.

(7) ‌수요 업체와 파트너십 형성 등 공동 대응 필요

계측기를 개발하기 위해서는 수요처의 제품 개발 계획에 따른 기술 등도 공유해야 하므로 수요처와 파트너십이 긴밀해질 수밖에 없는데, 이러한 점에서 국내 기업이 유리한 위치에 있다고 할 수 있다.

또한, 서비스 접근성 측면에서도 국내 기업의 우위 요소가 존재하는데, 수요처에 맞춤 제작한 제품으로 품질이나 가격 외에 수요처의 니즈 파악, 컨설팅 실시 등 소비자 밀착형 경쟁 전략을 사용할 수 있다. 실제로 디스플레이 분야에서는 이러한 협력 관계를 통해 상당 부분 국산화가 진행되었고, 반도체도 국산화로 이행되는 과정에 있다고 할 수 있다.

정리 : 김희성 기자 (npnted@hellot.net)