[열려라 공부] 인공지능·스마트카·IoT.. 4차 산업혁명 이끌 두뇌 키운다
TV·세탁기·냉장고·컴퓨터·스마트폰이 없는 현대인의 삶은 상상하기 어렵다. 자동차·기차·항공기 같은 교통수단도 전자기기 없이는 사실상 운행할 수 없다. 인공지능·로봇·자율자동차로 압축되는 제4차 산업혁명의 변화도 전자공학의 발전이 없었다면 불가능한 일이다. 전자공학과 교수들은 “전자공학의 발전에 따라 우리의 삶이 바뀌고 있다고 해도 과언이 아니다”라고 입을 모았다. 전자공학과에서는 무엇을 배우는지, 졸업 후 어떤 분야로 진출하는지 살펴봤다.
정보를 받아들이는 센서(감각기관)와 신호처리(신경망)가 전자공학의 대표 영역이다. 송봉식 성균관대 전자전기공학부 교수는 “전자기기를 사용하지 않는 산업은 없다고 봐야 한다. 전자공학은 현대 산업에서 응용 폭이 가장 넓은 대표적인 융·복합 학문”이라고 설명했다.
모든 전자기기에 전자공학 원리 숨어 디지털 신호 수신·저장·송신 전 과정 연구 석·박사 인력 30% 부족 ‘공급 미스매치’
미래산업의 화두인 제4차 산업혁명도 전자공학의 발전이 없었다면 불가능한 일이었다. 인공지능과 로봇이 수백 개의 센서를 통해 정보를 받아들이고, 그렇게 수집한 정보를 제대로 저장하고 처리할 수 있는 것도 전자공학이 있어 가능하다. 제조업의 핵심인 반도체뿐 아니라 유·무선 통신과 고해상도 영상 등 디스플레이도 전자공학의 주요 연구 분야다.
전자공학의 융복합 양상을 가장 잘 보여주는 분야가 자동차다. 김규헌 경희대 전자공학과 교수는 “과거 자동차는 기계공학적인 산물로 인식됐지만 요즘은 부품 중 절반 가량이 전자장치일 정도다. 알고 보면 자동차도 전자공학 기술의 집약체”라고 말했다. 그는 “구글·애플 등 IT업계와 기존 자동차업계가 사활을 걸며 도전 중인 자율주행자동차야말로 전자공학의 결정체”라고 강조했다.산업계에서는 전자공학 전문 인력에 대한 수요가 한층 커지고 있다.
미래창조과학부가 발표한 ‘2013~2022 과학기술인력 중장기 수급전망’에 따르면 산업계 전반에서 요구되는 전자·전기공학 석·박사 인력은 2만9000명에 이르지만 실제 공급은 1만9900명에 머무를 것으로 추정된다. 송 교수는 “자율주행자동차·드론·로봇·사물인터넷(IoT) 등 제4차 산업혁명이 본격화되면서 전자공학기술자의 활동 영역은 더욱 넓어질 것”이라고 전망했다.
━ 3~4학년 때 반도체·통신 등 관심 분야 특화 전자공학에서 다루는 디지털 신호는 숫자 0과 1을 전자신호로 변환한 파형의 연속으로 구성된다. 전자의 운동을 이해할 수 있는 전자기학·물리학이 기초가 된다. 1학년 때는 미적분학·선형대수학·확률과통계·공학수학 등 수학적인 기초를 닦게 된다. 일반화학·물리학 등 일반적인 과학이론도 배운다.
한양대 융합전자공학부 4학년 정명훈씨는 “전자공학과에 입학하려면 고등학교 때 물리Ⅱ까지 공부하는 게 좋다”며 “물리Ⅱ에 나오는 물리역학과 전자기학의 기초 내용을 알아두면 대학에 와 좀 더 쉽게 적응할 수 있다”고 조언했다.
2학년 과정에선 전기장·전자기학·회로이론·디지털신호처리 등 전자공학의 기초 전공을 배운다. 상당수 대학은 3~4학년 전공과정에서 전자공학의 대표 분야인 반도체·디스플레이·통신 등으로 특화된 트랙을 운영한다. 송봉식 교수는 “1~2학년 때는 기초를 쌓고, 3학년부터 자기 관심 분야에 따라 심화전공 과목을 이수하게 된다”고 말했다.
수업에서는 실습이 강조된다. 이병국 성균관대 정보통신대학 부학장(전자전기공학부 교수)은 “3시간 이론수업을 하면 2시간은 실습을 하는 식으로 이론과 실습을 병행하는 과목이 많다”며 “약 30%가량은 실습수업”이라고 밝혔다. 이론 학습에 실습을 병행하니 학업량이 만만치 않다.
성균관대 전자전기공학부 4학년 김충연씨는 “실습 과제가 많아 수업 외에도 매일 3~4시간은 공부해야 한다”며 “전자공학 자체가 응용 범위가 넓고 공부할 게 워낙 많다보니 복수전공을 하기엔 쉽지 않다”고 전했다.
최근 인공지능·로봇·사물인터넷(IoT) 등이 각광 받자 대학도 컴퓨터 프로그래밍 수업을 강조하고 있다. 상당수 대학이 공학컴퓨터실습 등 컴퓨터 프로그래밍 수업을 필수로 이수하도록 하고 있다. 김씨는 “C언어 등 컴퓨터 언어를 배우고 기초적인 코딩실습을 많이 한다”고 했다.
자동차업계에서 전자공학도 출신을 선호하면서 ‘스마트카’ 관련 수업이 늘고 있다. 성균관대는 전자전기공학부와 함께 기계공학부·소프트웨어학과·컴퓨터공학과·시스템경영공학과 등 5개 학과의 융합전공 과정으로 스마트카 인력양성 프로그램을 운영한다.
이병국 교수는 “스마트카는 전자공학과 기계공학·컴퓨터과학·IT 관련 지식까지 융합연구가 중요한 분야다. 그래서 스마트카에 특화된 인재를 기르는 별도의 융합전공을 마련했다”고 소개했다.
대학에 따라 4학년 1년 동안 교수 연구실에 배정돼 졸업작품을 준비하는 캡스톤 디자인 과정을 밟거나 졸업논문을 준비하기도 한다. 교수 1인 당 학생 10명 이내로 팀을 구성한다. 졸업작품은 압전기술을 응용한 전력생산시스템, 오디오·비디오 등 디지털 정보 가공 기술, 소모 칼로리를 화면으로 보여주는 스마트 자전거 등 창의성과 실용성을 살린 제품이 중심이다.
━ 교수 연구실 인턴십 참여, 해외연수도 활발 각 대학은 학부 때부터 실험·연구 능력을 기를 수 있도록 돕고 있다. 방학 동안 교수 연구실에 인턴십으로 참가해 연구 경험을 쌓는 학부 연구생 제도가 대표적이다. 정명훈씨는 “학기 중에도 교수님께서 프로젝트에 대해 안내하고 수시로 학부 연구생을 모집한다”며 “대학원 진학을 염두에 둔 학생들이 많이 참여한다”고 전했다. 대학원생에게 기초적인 실험 방법을 배우는 한편, 교수로부터 일대일로 소논문 지도를 받는다.
성균관대는 방학 8주 동안 학부생을 대상으로 무료 연구캠프를 연다. 반도체소자개발·초절전반도체소자회로·무선송수신센서·집적회로설계·지능형영상인식 등 5개 주제로 나눠 각 그룹당 20명까지 받아 총 100명 규모로 진행한다. 학기 중엔 미치 배우지 못했던 심화전공지식을 익히고, 교수 연구실에서 주제별로 실험과 연구를 수행한다.
성균관대 4학년 김충연씨는 지난해 여름방학 때 연구캠프에 참가해 나노반도체 소자 연구실에서 지도를 받았다. 김씨는 “그래핀 등 실제 산업계에서 쓰이는 반도체 소자를 이용해 실험하면서 전공지식을 더 깊이 있게 공부할 수 있는 기회였다”며 “연구캠프를 계기로 대학원 진학을 결심했다”고 말했다.
경희대는 여름·겨울 방학 기간 4~6주 동안 호주·독일·스웨덴 등 학부생 해외전공연수를 지원한다. 약 20여명 규모로 해외 대학 연구실을 찾아 세미나에 참가하고 국립연구소 등에서 특강도 듣는다. 김규헌 교수는 “참가 학생이 항공료의 절반 정도만 부담하고 나머지 비용은 모두 학교가 지원한다”며 “외국어 능력을 기르면서 해외 연구의 최신 동향까지 습득하는 글로벌리더 프로그램”이라고 소개했다.
한양대는 해외 대학에 파견되는 교환학생 제도가 활발하다. 조성호 교수는 “전 세계 200여개 대학과 교환학생 프로그램을 운영하고 있다”며 “6개월에서 1년까지 해외 대학에서 수업을 듣고 학점도 인정된다”고 설명했다.
■졸업 후 진로
「 ━ 10명 중 6명은 삼성·LG 등 전자업체 진출 자율주행차 뜨며 자동차 업계서도 러브콜 전자공학은 1940년대 전자회로의 일종인 트랜지스터가 개발되면서 혁신적인 발전을 이룬다. 이후 고집적·저전력 반도체의 개발이 이어지면서 디지털 신호의 송신과 저장, 수신에 필요한 반도체의 크기는 소형화·경량화됐다. ‘가장 작은 형태의 컴퓨터’인 스마트폰도 전자공학의 발전 덕분이다.
송봉식 성균관대 전자전기공학부 교수는 “전자공학은 모든 산업과 연관해 각 분야의 기술발전을 주도하고 있다”고 소개했다. 초고속 인터넷 등 정보통신은 물론 세탁기·냉장고 등 전통적인 가전제품, 고해상도 영상기기와 같은 디스플레이 장치, 의료기기와 항공기·스마트카까지 전자공학이 관여하지 않는 분야를 찾는 게 오히려 힘들 정도다.
때문에 전자공학과를 졸업한 후 진출할 수 있는 분야도 다양하다. 박완준 한양대 융합전자공학부 학부장은 “전자공학은 이공계 학과 중에서도 취업률이 높은 학과 중 한 곳”이라며 “대학원 진학을 제외한 취업 대상자의 취업률이 80%에 이른다”고 설명했다.
전자공학과 졸업자가 가장 많이 진출하는 분야는 삼성·LG 등의 전자제품 제조사다. 학부 졸업자의 60%가 이들 업체에 들어간다. 디스플레이 관련 회사의 취업도 활발하다.
입사하면 경영·기획·마케팅·생산설계·구매팀·회로설계·프로그래밍 등 다양한 부서로 배치된다. 김규헌 경희대 전자공학과 학과장은 “반도체 등 전자회로 관련 부서나 컴퓨터 프로그래밍 업무에 주로 배치되지만 요즘엔 상경계열이 중심이던 경영·기획 직군에도 전자공학과 출신이 많이 진출한다”고 전했다.
최근엔 자동차업계에서도 전자공학도를 선호하고 있다. 자동차 부품의 절반 가량이 전자기기로 구성된 데다가, 자율주행차 등 스마트카 연구가 활발해졌기 때문이다. 성균관대 전자전기공학부를 졸업한 뒤 올해 초 기아자동차에 입사한 이국일(26)씨는 “자동차에 졸음경보나 차간 거리 자동 유지 등 인공지능 센서가 많이 사용된다. 때문에 자동차제조사도 전자장치에 대한 이해가 높은 전자공학과 출신을 많이 찾는 추세”라고 전했다.
SK·KT·LG 등 통신업계 진출도 활발하다. 초고속통신망과 사물인터넷(IoT) 산업이 뜨면서 전자공학 출신에 대한 수요가 한층 늘었다. 건설·중공업 분야도 전자공학기술자를 선호한다. 김 학과장은 “홈 네트워크나 자동난방 등 전력 자동화시스템도 전자공학 지식을 많이 요구하는 분야”라고 강조했다.
전자공학과 졸업생 중엔 변리사가 되거나 또는 ‘기술고시’를 통해 공무원이 되는 이들도 적지 않다. 조성호 한양대 2공과대학장은 “삼성과 애플의 특허전쟁처럼 전자 관련 특허를 둘러싼 분쟁이 늘어나고 있다”며 “전자공학에 대한 이해가 탄탄한 변리사는 활동의 폭이 넓다”고 말했다.
높은 취업률 때문에 학부 졸업자 중 대학원에 진학하는 비율은 20~30%대에 그친다. 다른 이공계 학과에 비해 높지 않은 편이다. 교수들은 “전문 연구원을 꿈꾼다면 최소한 석사, 가급적 박사 과정까지 밟는 게 좋다”고 조언했다. 한양대 융합전자공학부 석·박사 과정에 재학 중인 박동희(28)씨는 “학부 때 기계공학이나 컴퓨터공학 등 전자공학과 접점이 많은 분야를 공부하면 대학원에서도 도움되고 진출 분야도 넓힐 수 있다”고 조언했다.」
글=정현진 기자 Jeong.hyeonjin@joongang.co.kr 사진=김상선 기자 kim.sangseon@joongang.co.kr
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