글로벌 과학의 전환점
세계 연구계는 드물게 빠른 변화의 시기를 지나고 있다. 중국 과학자들은 이제 미국 연구자를 비롯한 주요 협력국 연구자들과의 공동 연구를 일상적으로 주도하며, 중국은 세계 최고 수준 학술지에 대한 기여도를 평가하는 주요 순위에서 1위에 올랐다. 이러한 변화는 화학, 재료과학, 물리학, 생명과학 일부 분야에서 두드러진다. 대규모 연구 인력과 투자, 세계적 수준의 기관과 기술 산업을 구축하려는 치밀한 전략이 변화의 동력이다. 한때 과학적 역량을 자신했던 유럽은 경쟁과 협력의 방식, 자국 이익을 보호할 분야를 다시 고민해야 하는 냉혹한 현실에 직면했다.
목차
2023년 중국 연구자들은 미국 연구자와 공동으로 집필한 논문의 약 45%에서 주도적 역할을 맡은 것으로 추산됐다. 2010년 약 30%에서 상승한 수치다. 중국은 과학 논문을 약 90만 편 발표했는데, 이는 2015년 실적의 약 세 배다. 보건·자연과학 분야의 우수 학술지 145곳에 대한 기여도를 추적하는 네이처 인덱스의 연구 리더 순위에서 중국은 미국을 앞질렀고, 2024년에는 격차가 더 벌어졌다. 이는 단순히 숫자에 관한 이야기가 아니다. 어떤 문제에 관심이 집중되는지, 어떤 기준이 자리 잡는지, 새로운 아이디어가 얼마나 빨리 시장에 도달하는지를 좌우하는 영향력의 균형이 달라지고 있음을 보여준다.
지난 10년간 무엇이 달라졌나?
중국은 대규모 과학자·엔지니어 인력을 양성하고 연구개발에 지속적으로 투자했으며, 연구실과 빠르게 움직이는 산업 기반을 긴밀히 연결했다. 2025년 전망에 따르면 중국 대학의 연간 STEM 박사 졸업자는 약 7만7,000명으로, 미국의 약 4만 명보다 많다. 중국의 연구자 수는 이제 미국과 유럽연합을 합친 것보다 많다. 그 결과 연구팀과 시설이 늘고, 다양한 전문 분야에 걸친 연구 역량도 확대됐다. 정책도 중요한 역할을 했다. 중국 정부는 전략적 연구 협력을 장려하고 국경을 넘는 인재 네트워크를 구축했으며, 과학 외교를 통해 아시아와 유럽, 아프리카의 연구실을 연결했다.
중국 내의 속도와 조율 능력은 규모와 공학적 완성도가 중요한 분야에서 우위를 제공했다. 그 결과 배터리, 전기차, 청정에너지 제조, 통신 장비, 첨단 컴퓨팅 일부 분야에서 돌파구가 마련됐다. 중앙집중식 지휘는 위험을 감수하거나 관습을 벗어나는 아이디어를 제약할 수 있다. 이 때문에 상향식 탐구와 기업가적 과학이 중요한 분야에서는 미국이 여전히 우위를 유지한다. 그러나 추세를 보면 격차는 좁혀지고 있다.
중국은 어떻게 선두에 섰나
중국이 최상위권에 오른 데에는 몇 가지 토대가 있다. 첫째는 지속적인 자금 지원이다. 공공·민간 연구개발 지출은 20년간 늘어나며 대형 연구실, 국가 연구 프로그램, 확충되는 과학 인프라를 뒷받침했다. 둘째는 인재다. 해외 명문 프로그램을 마치고 돌아온 연구자들과 확대되는 국내 인재 양성 기반이 결합해, 이제 많은 연구기관과 대형 연구팀을 이끌고 있다. 셋째는 산업계의 수요다. 에너지, 운송, 전자, 화학 분야 기업들이 현실의 과제와 자금, 상용화 경로를 제공한다. 넷째는 글로벌 네트워크다. 일대일로 협력국 출신 연구자를 양성하고 지원하는 프로그램은 장기 협력의 토대를 마련하고 과학 분야 우호국의 범위를 넓혔다.
연구 주도권은 새로운 방식으로 나타나고 있다. 수백만 편의 논문에서 저자 기여도를 분석해 연구팀의 주도자를 추정한 한 연구에 따르면, 지난 25년간 국제 공동 연구를 주도하는 중국의 비중은 급격히 증가했다. 현재 추세가 이어진다면 2020년대 후반에는 화학, 재료과학, 컴퓨터과학 분야에서 미국과 대등한 수준의 주도권을 확보할 가능성이 있다. 수학, 물리학, 공학 분야도 그 뒤를 이어 곧 비슷한 수준에 도달할 수 있다. 영국과의 협력에서는 이미 수년 전부터 주도권이 대등해졌고, 유럽연합과의 대등한 수준도 지금쯤 달성될 것으로 예상된다. 이러한 양상은 연구 방법론과 데이터 세트, 표준이 어디에서 비롯되는지에 영향을 미친다.
논문 수만으로 전체를 알 수 없는 이유
논문 발표량만으로는 영향력을 가늠하기 어렵다. 네이처 인덱스는 엄선된 학술지에 실린 논문에 대해 기관과 국가의 기여도를 가중치로 계산하는 ‘셰어(Share)’라는 지표를 사용한다. 2024년 중국의 조정 셰어는 상승한 반면 미국은 하락해 오랜 순위가 뒤바뀌었다. 화학과 물리과학 분야의 부진이 미국의 전체 수치를 끌어내렸지만, 생명과학에서는 여전히 미국이 앞서고 있다. 셰어가 완벽한 지표는 아니지만, 영향력 높은 연구가 대규모로 생산되는 곳에 주목하게 한다.
전략 분야의 주도권
중국의 강점은 경제·안보 경쟁의 핵심이기도 한 분야에서 가장 뚜렷하게 드러난다. 인공지능 분야에서는 미국이 여전히 최상위 모델과 과학 연구를 주도하지만, 중국이 빠르게 따라잡고 있으며 특허 출원에서는 앞서 있다. 반도체 분야에서는 수출 통제로 중국의 첨단 리소그래피 장비와 고성능 칩 접근이 제한됐지만, 성숙 공정과 칩 설계 도구, 패키징 분야의 국내 기술력은 발전했다. 재료과학과 화학 분야에서 중국 연구실이 수행하는 영향력 높은 연구의 비중은 커지고 있으며, 이는 배터리와 태양전지, 첨단 합금 개발을 뒷받침한다. 에너지 기술 분야에서는 중국 기업들이 새 설계를 다른 나라가 따라오기 힘든 속도로 대량 생산 체계에 올리고 있다.
첨단 산업 평가에 따르면 중국은 전기차와 배터리 분야에서 세계 선두권에 있거나 그에 근접해 있으며, 상업용 원자력, 로봇, 화학, 디스플레이, 인공지능 일부 분야에서도 강세를 보인다. 중국이 뒤처지는 분야는 대체로 고도로 전문화된 장비나 틈새 공급업체, 뿌리 깊은 생태계가 필요한 영역이다. 하지만 국내 역량이 커지면서 그런 분야도 줄어들고 있다. 이에 따른 전략적 효과는 두 가지다. 중국의 자급 능력이 높아지고, 글로벌 공급망이 중국의 표준과 생산 체계 중심으로 기울어진다.
협력 양상이 달라지고 있다
연구 협력도 지정학의 영향을 피할 수 없다. 미국과 중국에서 과학 민족주의가 고조되면서 공동 프로젝트가 복잡해지고 비자 심사가 강화됐으며, 대학의 규정 준수 절차도 늘어났다. 미국과 유럽의 연구비 지원 기관은 협력이 여전히 환영받는 저위험 분야와 제한을 받거나 추가 감독이 필요한 민감 분야를 구분하고 있다. 중국 역시 과학기술의 자립과 회복력을 강조하는 정책을 추진하면서 여러 분야에서 서방과의 협력 의존도를 낮췄다.
협력 단절 압력이 커지는 가운데서도 중국의 연구 성과와 영향력은 계속 확대되고 있다. 워싱턴과 유럽 각국의 수도에서는 이익이 분명한 분야의 문은 열어두되, 안보와 관련된 연구는 보호하는 보다 정교한 체계가 자리 잡고 있다. 투명성, 상호주의, 표준화된 지식재산 보호, 정기적인 안보 검토를 활용해 과학 교류를 완전히 차단하지 않고 위험을 관리하는 방식이다. 빠르게 변화하는 분야의 동향을 파악하고 연구의 진실성을 지키며, 발견의 속도를 늦추는 표준의 분절화를 피하는 것이 목표다.
유럽에 관한 데이터가 보여주는 것
유럽의 강점은 분명하지만 고르게 분포하지는 않는다. 2024년 글로벌 혁신 지수 상위권에는 스위스, 스웨덴, 미국, 싱가포르, 영국이 올랐다. 유럽에는 여전히 세계 혁신을 이끄는 국가가 많지만, 대륙 내 성과 격차가 크다. 첨단기술과 기초 의학 연구를 대상으로 한 상세한 계량서지 분석에 따르면 영국, 네덜란드, 스위스는 경쟁력 높은 연구 성과를 내고 있는 반면, 독일, 프랑스, 이탈리아, 스페인은 영향력 높은 연구 성과에서 세계 평균을 밑돈다. 유럽연구위원회(ERC)는 전반적인 연구 수준을 끌어올리는 데 기여하지만, 후자 국가에서 ERC 지원을 받은 프로젝트도 전자 국가의 프로젝트보다 인용 횟수가 적은 경향이 있다.
격차는 자금만의 문제가 아니다. 연구 환경, 대학 거버넌스, 위험 감수에 대한 보상 체계, 산업계와의 연계도 성과를 좌우한다. 유럽 대륙의 여러 연구 체계는 여전히 지나치게 중앙집중적이고 경직된 경력 구조를 유지하거나, 질보다 양을 과도하게 중시한다. 유럽 연구권에는 탁월한 연구 거점이 있지만 그 사이의 연결은 원활하지 않다. 한편 중국 기관들은 각종 순위에서 빠르게 상승했다. 네이처 인덱스 기관 순위에서는 현재 상위 10곳 가운데 7곳이 중국 기관이며, 서방 기관은 그 수준에서 소수만이 자리를 지키고 있다.
유럽의 정책 대응
브뤼셀은 2019년 이후 대중국 접근을 한층 구체화했다. 유럽연합 집행위원회는 양국 관계를 협력과 경쟁, 대립이 뒤섞인 관계로 규정했다. 새 정책 수단에는 외국인 투자 심사, 민감 기술 수출 통제, 외국 보조금 규정, 경제적 강압에 대응하는 수단, 핵심 원자재 확보 계획이 포함된다. 가능한 분야에서는 개방성을 유지하면서 안보나 회복력에 영향을 미치는 분야의 취약성을 줄이는 ‘개방형 전략적 자율성’이 목표다.
회원국도 속도에는 차이가 있지만 같은 방향으로 나아가고 있다. 새로운 조치는 핵심 인프라와 연구가 원치 않는 기술 이전에 노출되지 않도록 보호한다. 청정기술, 디지털, 방위 분야의 국내 생산도 지원한다. 대서양 횡단 협의체를 통해 미국과의 공조는 강화됐지만, 유럽연합은 표준과 시장 접근에 관해 독자적인 목소리를 유지하려 한다. 중국과 경제적으로 맺는 관계가 각기 다른 27개 회원국의 단결이 필요한 만큼, 이 균형을 맞추기는 쉽지 않다.
집행위원회가 2019년 발표한 전략 문서는 오늘날 대부분의 정책 결정을 이끄는 기조를 요약했다. 이 문서에서 중국은 때로 서로를 강화하면서도 종종 충돌하는 세 가지 역할로 묘사됐다. 공식 지침으로서 이 문서는 선별적 협력과 신중한 경쟁의 틀을 마련했다.
2019년 유럽연합 전략 문서는 중국을 협력 파트너이자 경제적 경쟁자, 체제적 라이벌로 규정했다.
중국의 시각과 협력 가능성
중국 당국자들은 안정과 다자주의, 공동 발전을 강조하는 서사를 제시하는 한편 기술 흐름에 대한 제한에는 반대하고 있다. 왕이 중국 외교부장은 2025년 3월 폭넓은 주제를 다룬 기자회견에서 혁신과 협력이 중국의 대외 관계에서 핵심이라고 강조하고, 중국이 다자기구를 선호한다고 밝혔다. 또 미국과의 경쟁을 관리할 때 상호 존중이 필요하다고 촉구하고, 무역과 기술 분야에서 예측 가능한 규칙의 중요성을 강조했다.
실질적인 협력이 가능한 분야도 남아 있다. 보건 연구, 기후·에너지, 재난 대응, 지속가능성을 위한 소재, 오픈 데이터 프로젝트는 안보 위험을 제한하면서도 이익을 가져올 수 있다. 글로벌 사우스 학생들이 참여하는 교육 프로그램은 신뢰를 쌓고 세계적으로 역량이 더 필요한 분야의 인재 풀을 확대할 수 있다. 다만 협력이 중국의 산업적 입지를 강화해 유럽이 나중에 후회할 결과를 낳을 수도 있는 만큼, 유럽은 이러한 교류의 수준을 조정해야 한다. 명확한 안전장치와 유인책, 상호주의 조건을 마련하면 위험을 줄일 수 있다.
유럽이 우위를 되찾는 방법
유럽의 과제는 가치와 개방성을 지키면서 연구 체계 전반의 질과 속도를 높이는 것이다. 출발점은 연구 환경이다. 대학 거버넌스의 자율성을 확대하고 채용을 유연하게 하며, 질과 독창성을 보상하는 유인책을 마련해야 한다. 유럽연구위원회는 연구 지원의 금본위 기준으로 남아 있으며, 규모를 더 키워야 한다. 출범한 지 얼마 되지 않은 유럽혁신위원회(EIC)는 인내심 있는 자본과 예측 가능한 후속 자금 지원을 확대해 연구실에서 시장으로 이어지는 더 나은 가교로 성장할 수 있다. 공공 조달 규정도 혁신적 해결책을 더 적극적으로 지원해 신생 기업에 첫 고객을 제공하고 유럽에 남을 이유를 마련할 수 있다.
다음 축은 인재다. 연구자와 그 가족에게 신속한 거주 자격을 제공하는 유럽 차원의 인재 비자는 다른 곳에서 정치적·행정적 장벽에 부딪히는 과학자를 유치할 수 있다. 유럽은 공동 인프라를 갖추고 지도부가 순환하는 초국경 연구기관을 설립해 다양성을 더 잘 활용할 수 있다. 유럽은 이미 양자 연구, 핵융합, 입자물리학, 생의학 플랫폼에서 강점을 지니고 있다. 이러한 강점을 제조 역량과 사업 확장 지원을 갖춘 딥테크 클러스터와 연결하면 더 많은 가치를 유럽에 남길 수 있다.
협력 관계도 중요하다. 유럽은 반도체, 인공지능 안전, 청정에너지 소재, 생명공학 표준 등 핵심 분야에서 미국, 영국, 일본, 한국, 캐나다, 호주, 인도와 신뢰할 수 있는 네트워크를 확대해야 한다. 공동 프로그램은 개방형 표준을 마련하고 고비용 인프라를 공유하며 병목 현상에 대비할 안전망을 제공할 수 있다. 동시에 데이터 공유와 재현성 향상이 모두를 위한 과학 발전에 기여하는 저위험 분야에서는 중국 연구팀과 선별적으로 협력해야 한다. 이를 위해서는 지식재산권에 관한 명확한 조건, 소속 기관 확인, 이중용도 위험에 대한 신중한 심사가 필요하다.
중국과의 협력을 위한 안전장치
전략적 관여는 투명한 규칙이 있을 때만 효과를 낸다. 실질적인 모델은 위험과 기대 효과에 따라 연구를 단계별로 나누고, 저위험 분야는 개방하되 민감 분야에는 엄격한 조건을 부과한다. 다음 요소를 이런 접근의 기반으로 삼을 수 있다.
- 위험 등급과 승인 절차. 위험도가 낮음·중간·높음인 분야를 구분하고 그에 맞는 심사 절차를 마련한다. 위험도가 높은 분야는 안보 전문가가 참여하는 독립 패널의 심사를 거친다.
- 투명성과 상호주의. 자금 출처, 소속 기관, 데이터 접근 조건을 모두 공개하도록 요구한다. 협력국에도 같은 기준을 적용한다.
- 표준 지식재산권 조건. 기초 지식재산권과 연구 과정에서 새로 생긴 지식재산권, 라이선스, 중립적 관할권에서의 분쟁 해결을 포함해 명확한 지식재산권 계약을 사용한다.
- 데이터 보호와 연구 진실성. 데이터 보존과 감사 추적, 재현성 검증을 의무화한다. 저위험 프로젝트에서는 가능한 경우 프리프린트와 코드를 공유한다.
- 연구 안보 검토. 위험도가 높은 협력을 진행하는 연구실을 매년 감사하고 기술 변화에 따라 위험 평가를 갱신한다.
- 인프라·장비 통제. 안보와 관련된 전문 장비와 재료에 대한 접근을 추적한다. 신뢰할 수 있는 공급업체와 서비스 계약을 이용한다.
- 인재 이동 보호 조치. 방문 연구자를 위한 내부고발자 지원, 이해충돌 신고, 연구 안보 교육을 제공한다.
이러한 조치는 핵심 지식을 보호하면서 과학 교류의 혜택을 얻도록 해준다. 또한 국경을 넘는 연구에 간단하고 안정적인 규칙이 필요한 대학과 기업에 명확성을 제공한다.
핵심 내용
- 2023년 중국 연구자들은 중국·미국 공동 연구의 약 45%를 주도했다. 2010년에는 약 30%였다.
- 중국은 현재 네이처 인덱스 연구 리더 순위에서 1위이며, 미국 수치가 하락한 가운데 조정 셰어를 높였다.
- 2020년대 후반에는 화학, 재료과학, 컴퓨터과학을 비롯한 여러 분야에서 미국과 대등한 연구 주도권을 확보할 가능성이 있다.
- 중국은 대규모 STEM 박사 인력을 배출하고, 미국과 유럽연합을 합친 것보다 많은 연구자를 고용하며, 인공지능 특허 출원을 주도한다.
- 유럽의 성과는 고르지 않다. 영국, 네덜란드, 스위스는 경쟁력이 높은 반면 독일, 프랑스, 이탈리아, 스페인은 영향력 높은 연구 성과에서 뒤처진다.
- 유럽연합은 중국을 협력 파트너이자 경제적 경쟁자, 체제적 라이벌로 규정하고 투자 심사와 수출 통제를 위한 새 정책 수단을 도입했다.
- 보다 정교한 협력 모델은 저위험 분야의 협력을 열어두면서 민감한 연구에는 엄격한 안전장치를 적용한다.
- 유럽은 연구 환경을 개혁하고 ERC·EIC 프로그램을 확대하며, 세계 인재를 유치하고 딥테크 클러스터를 구축하고 신뢰할 수 있는 협력국과 공조함으로써 우위를 되찾을 수 있다.
