SPRi - 소프트웨어정책연구소 : 연구자료

2018-004

SW에 의한 경제적 파급효과 연구 - 생산성 제고와 미래 노동구조 변화 -

강송희 역대연구원
박강민AI정책연구실 선임연구원
김준연산업정책연구실 수석연구원

2019.04.23

11357

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1. 연구의 목적과 의의
연구의 배경
ㅇ 제4차 산업혁명 시대의 도래에 따라, 최근 全산업의 공정과 제품·서비스 혁신을 유발하는 국가경제의 중요한 투입자본으로서 SW가 주목받고 있음
ㅇ SW는 「전산화→정보화→디지털 전환」의 시기를 거치면서 투입자본의 하나로서 경제성장에 기여해 왔고 국내 경제에서 SW가 차지하는 비중이 꾸준히 증가
ㅇ 해외에서는 1980년대부터 SW투자가 경제성장과 생산성 증가에 미치는 영향에 대한 연구가 다수 진행됐으나, 국내에서는 이를 정량적으로 파악한 연구를 찾기 어려움
ㅇ SW투자는 생산성 향상과 더불어 고용·소득구조 양극화와 같은 역기능을 유발하기도 할 것으로 보이기에 부정적인 파급 효과 역시 정량적으로 추계가 필요함
ㅇ SW투자를 늘려 혁신성장의 동력으로 삼고 그에 따른 사회적 혼란을 최소화하려면 그 파급효과를 정량적으로 추정하여 정책적 투자와 예방적 대응체계를 마련해야 함
연구의 구성
ㅇ (서론) 연구의 배경을 설명하고 연구의 구성 및 흐름을 개괄적으로 묘사함
ㅇ (기존문헌 고찰) 4차 산업혁명 시대에서 SW투자가 경제성장에 미치는 영향과 그 역기능에 관한 기존 연구를 검토하여 SW투자의 긍·부정적 파급효과 인과지도 도출
ㅇ (분석의 방법) 장주기 과거 데이터를 활용해 성장회계 방식으로 SW투자의 경제적 파급효과를 분석하고, 연산일반균형모형을 통한 시뮬레이션으로 미래에 SW가 경제성장에 미칠 파급효과와 역기능을 추정해 봄
ㅇ (분석 데이터) 성장회계에서는 글로벌 산업별 자본, 노동, 에너지, 중간재, 서비스 데이터인 World KLEMS 자료를, 연산일반균형모형에서는 국내 산업연관표 등과 기타 글로벌 데이터를 활용하여 SW분야를 세분화해 일관되게 구축한 사회계정행렬 사용
ㅇ (분석 결과) SW투자의 경제적 파급효과를 노동생산성과 경제성장 기여도 측면에서 보고, SW투자 시나리오에 따른 경제성장 전망과 고용·소득 구조에 미치는 부정적 파급효과를 분석한 후 이를 해소하기 위한 정책 조합의 효과 또한 추정해 봄
ㅇ (결론) 요약 및 시사, 연구의 한계 및 향후 과제를 제시함
2. SW자본과 경제성장과 생산성
성장회계
ㅇ (노동생산성 변화) 노동투입은 양적인 요인과 질적인 요인으로 구분이 가능하며, 생산함수를 총 근로시간으로 나눈 후, 두 기간(시점 와  ) 동안의 차이를 계산하여 노동생산성과의 관계식을 완성할 수 있음
ㅇ (자본생산성 변화) 자본 유형을 SW와 비SW로 구분하여, 투입된 다양한 유형의 자본에 대한 총체적 양을 계산하고, 이에 내재된 기술 발전 까지 고려하여 표현함
ㅇ (총생산량 변화) 총부가가치의 변화 또는 총 생산량의 변화를 기준으로 요인별 기여도를 산정하며, 생산물이 최종생산재일 경우에 생산함수에는 노동, 자본, 중간재를 포함함
ㅇ (품질 조정) SW처럼 지속적 성능향상을 보이는 자본재의 경우 동일 품질의 상품 가격을 비교하기 위해 가격지수 품질조정이 필요하며, 이는 시간에 관계없이 동일한 품질의 제품을 같은 양으로 구매하는데 필요한 지출액의 변화를 측정하는 것
World KLEMS
ㅇ 국가 간 경제성장과 생산성, 경쟁력 등의 변화를 비교·평가하기 위해 통일된 기준으로 구축된 자료로서 EU, BRICs, 아시아, 남미 국가까지 포함하는 산업별 자본, 노동, 에너지, 중간재, 서비스에 대한 데이터 집합
ㅇ 국내 KLEMS 자료를 살펴보면 총생산량은 80년대 후반 10%의 연평균 증가율을 보이다가 이후 증가세가 줄어들며, 부가가치 증가율 또한 마찬가지임
- 70~90년대까지 성장의 주요 요인은 자본과 노동 투입의 증가이며 이러한 본원적 생산요소는 2000년부터 그 증가세가 둔화되었고, 노동투입은 2000년대 후반부터 오히려 감소하는 추세를 보임
ㅇ World KLEMS는 자본재를 11개 유형으로 구분하지만 국내는 8개 유형만 집계 중이며, SW는 다른 유형의 자본에 비해 급속도로 증가율이 상승
ㅇ 노동 투입 유형별로 근로시간과 임금 등 매우 세분화된 자료를 제공하여 전반적인 노동투입 분포의 변화를 관측 가능
분석 결과
ㅇ 노동생산성이 본격적으로 하락하는 1980년대 이후 SW 자본의 기여도는 오히려 0.97% 1990 4.14% , 2000년대 들어서는 전체 노동생산성에 약 4.71%를 차지하고 있음
노동생산성 증가율 중 SW자본재 기여도(품질보정 전)
ㅇ 시기별 총 생산 증가율에서 SW자본재의 기여도를 살펴보면 1970년대 0.19%에 불과하던 기여도는 2000-2012년 1.31%가량으로 증가했고, SW자본재가 총 생산에서 차지하는 비중이나, 총생산 중 SW산업의 비중을 고려하면 이러한 수치는 고무적
총생산증가율 중 SW자본재 기여도(품질보정 전)
3. 투자에 따른 SW 경제성장 전망과 부정적 파급효과
연산일반균형모형
ㅇ (표준 연산일반균형모형) 경제주체들의 경제활동을 모형화하여 다부문을 다양한 차원에서 명시적으로 고려하여 비선형 연립방정식을 통해 적정 해를 도출함으로써 초기 균형점을 찾고, 제도 변화 시나리오를 반영하여 새로운 균형점을 찾아 비교
ㅇ (SW기반 연산일반균형모형) 표준 모형에서 생산 요소에 SW자본이 추가적으로 고려되었으며, 투자 부문에 SW자본투자가 포함되었고, SW자본투자에 따른 산업별 SW자본에 체화된 기술진보, SW중간재에 체화된 기술진보 등을 포함함
SW특화 사회계정행렬
사회계정행렬은 특정 기간 동안 한 국가 경제의 모든 회계계정 항목들의 거래금액을 나타낸 것으로 생산, 소비, 축적 활동의 흐름을 보여주는 표로, 연산일반균형모형의 기준연도 경제체제의 상황을 나타냄
SW특화 사회계정행렬은 ICT 자본(SW+HW)에 대한 투자를 자본화하고 이를 통해 축적된 ICT자본스톡이 생산요소로 투입될 때 이의 경제적 효과를 분석할 수 있도록 생산요소에 ICT 자본스톡을 추가하고, 투자에서 ICT자본형성 계정을 추가함
정책 실험을 통해 고용·소득 구조의 변화를 포착하기 위해, 노동 부문은 교육 수준을 기준으로 3가지 부문(저숙련, 중숙련, 고숙련), 가계 부문은 소득 분위 기준으로 10가지 부문으로 세분화함

최종 SW기반 사회회계행렬의 세분화 구조

<최종 SW기반 사회회계행렬의 세분화 구조>
구 분		생산활동		생산요소				제도			투자			세금			해외		총계
구 분		국내 재화	수입 재화	노동	자본	ICT SW 자본	HW 자본	가계	기업	정부	고정 자본 형성	ICT SW 자본	HW 자본	간접세	법인세	소득세	수출	수입	총계
생산 활동	국내 재화	24*24						24*10		24*1	24*1	24*1	24*1				24*1
생산 활동	수입 재화	24*24						24*10		24*1	24*1	24*1	24*1
생산 요소	노동	3*24
	자본	1*24
	SW자본	1*24
	HW자본	1*24
제도	가계			10*3	10*1	10*1	10*1
	기업				1*1	1*1	1*1
	정부							1*10	1*1		1*1
투자	고정 자본 형성							1*10
	SW자본
	HW자본
세금	간접세
	법인세
	소득세							1*10
	관세		1*24
해외	수출
해외	수입		1*24
총계

분석 결과
ㅇ (정책 시나리오) 2014년을 기준연도로 하여 2030년까지 외부 정책의 변화가 없는 기준안 시나리오(SW투자 집약도는 0.75%)와, 정책 시나리오 1(0.65%), 정책 시나리오 2(0.85%), 정책 시나리오 3(0.90%)을 상정함
ㅇ (경제성장 전망) 시나리오 1이 가장 낮은 연평균 GDP 성장률(1.69%)를 보였고, 시나리오 3이 가장 높은 연평균 GDP 성장률(2.55%)를 보였음
ㅇ (고용구조 전망) SW투자 수준이 높으면 총 수요가 증가하여 더 많은 일자리를 창출할 수 있으나, 노동 유형별로 살펴보면 노동 수요의 양극화가 가속화될 수 있음을 시사

시나리오 별 총 노동수요 변화(단위: %)

<시나리오 별 총 노동수요 변화(단위: %)>
시나리오	기준안	시나리오1	시나리오2	시나리오3
기준안 대비 총 노동수요 수준	-	-4.63%	4.21%	6.42%

기준안 시나리오 대비 각 시나리오별 노동유형의 수요 변화
ㅇ (임금격차 변화) 시나리오별 노동자간 임금격차의 변화를 살펴보면, 고숙련 노동자에 대한 상대적 수요가 더 크게 유발되고 임금 상승으로 이어지지만, 중숙련 노동자의 상대적 수요는 가장 낮은 수준으로 증가하여 숙련 프리미엄이 감소함을 확인
기준안 시나리오 대비 시나리오별 임금 격차 수준
ㅇ (교육 투자 병행) 노동 수요와 고용·소득 구조의 양극화를 완화하기 위해, 교육 투자를 병행하는 시나리오 4(SW투자 집약도 0.85%, 교육투자 집약도 0.05%)를 상정하면, 경제성장 효과도 가장 높고 소득 분포도 고르게 나타났음
기준안 시나리오 대비 시나리오별 GDP 수준(단위: %)
시나리오 2 대비 시나리오 3과 4의 숙련 프리미엄 수준(단위: %)
기준안 시나리오 대비 설계 시나리오 별 상위 10% 및 중위(40-60%) 소득분위 소득 비중 변화(단위: %p, 2030년도 기준)
4. 결론
요약과 시사
ㅇ SW가 전 산업에서 차지하고 있는 비중은 비록 작더라도 향후 국내의 하락하는 노동생산성과 산업경쟁력을 제고할 수 있는 매우 중요한 생산요소라는 점을 확인할 수 있었으며, 과거 Solow의 생산성 역설에 SW가 답을 줌
ㅇ 또한, 2014년 기준으로 2030년까지 다른 조건은 동일하게 유지하면서 SW자본투자 수준을 높인 경우 미래 GDP 성장에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있었음
ㅇ SW자본투자가 노동과 소득에 미치는 영향을 살펴보면, SW자본 투자 수준이 높아지면 총 노동 수요는 기준안 대비 증가하지만, 숙련도에 따른 노동수요 변화를 살펴보면 양극화가 심화될 수 있음을 시사함
- 중숙련 노동에 대한 수요는 거의 늘지 않고, 숙련 프리미엄 또한 감소함을 알 수 있으며, 이에 따라 중간 계층의 가계 소득분위의 비중이 더욱 감소하므로 숙련 프리미엄의 효과를 고려했을 때 교육에 투자하여 노동자들의 숙련도를 향상시킬 필요가 있음
- SW자본투자를 기준안보다 늘리게 되면 고숙련 노동자의 숙련 프리미엄은 저숙련 노동자의 숙련 프리미엄보다 훨씬 가파르게 증가하여, 고숙련과 저숙련 노동자의 임금 격차 수준이 SW자본투자가 늘어남에 따라 커지게 됨
- 교육투자를 SW자본투자와 동시에 증대시키면, 상대적으로 고숙련 노동의 공급이 원활하게 이뤄지고, 더 높은 경제성장 효과를 도모하면서도 소득 분포도 고르게 나타남을 확인할 수 있었음
연구의 한계와 향후 과제
ㅇ 성장회계에 대한 연구는 SW자본의 경제성장 및 생산성 기여도를 살펴봤으나 산업별 추가적 분석이 필요함
ㅇ 연산일반균형을 활용한 연구에서는 모형의 강건성을 다음과 같은 측면에서 확인 필요
해외 실증연구에서 추정한 대체탄력성 수치를 바탕으로 생산구조를 묘사했는데, 이 수치를 변화시켜가며 민감도 분석을 진행할 필요가 있음
- 숙련 노동의 유형을 수행 과업(Task)기반으로 세분화하면 보다 상세하고 현실을 반영한 묘사가 가능할 것
- 기준안 시나리오가 국내 장기 경제전망치와 유사한 패턴을 따르는지도 확인이 필요
ㅇ SW자본투자와 더불어 교육에 대한 투자를 병행하되 이 중에서 특히 중숙련 노동자층의 고숙련 노동자로의 이동을 지원할 수 있는 구체적 정책개발과 추가 연구가 필요함

Summary

1. Purpose and Significance of the Research
Research Background
ㅇ In the advent of the fourth industrial revolution era, SW has been attracting attention as an important input capital of the national economy that causes the innovation of processes, products and services in all industries.
ㅇ SW has contributed to economic growth as one of the input capital through the period of "digitization → digitalization → digital transformation", and the share of SW in the domestic economy steadily increases.
ㅇ There have been a number of studies on the effects of SW investment on economic growth and productivity growth since the 1980s abroad, but in Korea, it is difficult to find this kind of quantitative research.
ㅇ Although SW investment improves productivity, it is expected to cause dysfunctions such as polarization of employment structure and income structure. Therefore, negative ripple effect also needs to be quantitatively estimated.
ㅇ In order to increase the investment of SW to make innovation as a growth engine and to minimize the social confusion, it is necessary to quantitatively estimate the ripple effects and establish a policy investment and preventive response system.
Composition of Research
ㅇ (Introduction) Explains the background of research and outlines the structure and flow of research
ㅇ (Review of existing literature) Reviews existing researches on the effects of SW investment on economic growth and its dysfunction.
ㅇ (Method of analysis) Analyzes the economic ripple effects of SW investment by using the long-term historical data, and estimate the ripple effects and dysfunctions that SW will have on economic growth in the future by simulating the computational general equilibrium model.
ㅇ (Analysis Data) Growth accounting methodology is based on the World KLEMS data, which is capital, labor, energy, intermediary, and service data of global industry, and the computational general equilibrium methodology is based on the social accounting matrix that breaks down the software.
ㅇ (Analysis results) Examines the economic ripple effect of SW investment in terms of labor productivity and economic growth contribution. Also analyzes the prospects of economic growth and the negative impacts on the employment and income structure by SW investment scenarios, and then estimates the effect of policy combinations to resolve those negative impacts.
ㅇ (Conclusion) Summary, implications, limitations of research and future challenges are presented.
2. SW Capital and Economic Ripple Effect
Growth Accounting
ㅇ (Change in labor productivity) Labor input can be segmented into quantitative and qualitative factors. It is possible to complete the formula to calculate labor productivity by dividing the production function by the total working hours and calculating the difference between the two periods.
ㅇ (Change in capital productivity) The capital type is divided into SW and non-SW, and the total amount of the various types of capital services is calculated and expressed in consideration of the inherent technological development.
ㅇ (Change in total output) Contribution-by-factor is calculated based on change in total value added or change in total output, and production function includes labor, capital, and intermediate goods when production is final production.
ㅇ (Quality Adjustment) In the case of capital goods that show continuous improvement in performance like SW, price index quality adjustment is needed to compare the prices of goods of the same quality. Quality adjustment measures the change in spending required to purchase the same quantity of products of the same quality, regardless of time.
World KLEMS
ㅇ A set of data on industrial capital, labor, energy, intermediary goods and services of EU, BRICs, Asia and South American countries, which are constructed as a unified standard for comparing and evaluating changes in economic growth, productivity and competitiveness among nations.
ㅇ an average annual growth rate of 10% in the latter half of 1980s, but then the growth rate decreases and the value added growth rate is also the same.
- The main factors of growth during the 1970s and 1990s are the increase in capital and labor inputs, and the growth of these primary factors has been slowing since 2000, and the labor input has been declining since the late 2000s.
ㅇ World KLEMS divides capital goods into 11 types, but only 8 types are counted in Korea, and SW has a rapid increase rate compared to other types of capital.
ㅇ By providing highly detailed data on labor input types such as working hours and wages, it is possible to observe changes in the overall labor input distribution.
Analysis Result
ㅇ Since the 1980s, when labor productivity has fallen sharply, the contribution of SW capital has risen from 0.97% to 4.14% in the 1990s and about 4.71% of total labor productivity in the 2000s.
ㅇ The contribution of SW capital goods to the total production growth rate by period increased from 0.19% in the 1970s to 1.31% in 2000-2012. Considering the share of SW capital goods in total production and the share of SW industry in total production, these figures are encouraging.
3. Economic growth prospects and negative ripple effect due to SW investment
Computational General Equilibrium Model(CGE Model)
ㅇ (Standard CGE Model) By modeling the economic activities of economic agents, it is possible to find the initial equilibrium point by deriving the appropriate solution through the nonlinear simultaneous equations by explicitly considering the various sectors in various dimensions, and to find and compare the new equilibrium points by reflecting the institutional change scenarios.
ㅇ (SW CGE Model) In the standard model, SW capital is additionally considered in the production factor, SW capital investment is included in the investment sector, and technical progress embodied in the SW capital of the industry according to the SW capital investment and technological progress embodied in the SW intermediate material are included.
SW Social Accounting Matrix
ㅇ The social accounting matrix is a table showing the transaction amount of all accounting account items of a national economy during a specific period. It is a table showing the flow of production, consumption and accumulation activities. This table shows the state of the base year economic system of the CGE model of operations.
ㅇ The SW specialization social accounting matrix capitalizes the investment in ICT capital (SW + HW) and adds the ICT capital stock to the factor of production so that it can analyze its economic effect when the accumulated ICT capital stock is input into the production factor, adding an ICT capital formation account from the investment.
ㅇ In order to capture changes in the employment and income structure through policy experiments, the labor sector is divided into three categories based on education level (low skill, middle skill, and high skill), and the household sector is divided into ten categories.


division		production activities		production factor				institution			investment			tax			overseas division		total
division		Domestic goods	Import goods	Labor	Capital	SW Capital	HW Capital	House hold	Firm	Gov.	Fixed capital	SW Capital	HW Capital	Indirect tax	Corporate tax	Income tax	Export	Import	total
production activities	Domestic goods	24*24						24*10		24*1	24*1	24*1	24*1				24*1
production activities	Import goods	24*24						24*10		24*1	24*1	24*1	24*1
production factor	Labor	3*24
	Capital	1*24
	SW Capital	1*24
	HW Capital	1*24
institution	Household			10*3	10*1	10*1	10*1
	Firm				1*1	1*1	1*1
	Gov.							1*10	1*1		1*1
invest ment	Fixed capital formation							1*10
	SW Captial
	HW Captial
tax	Indirect tax
	Corporate tax
	Income tax							1*10
	Customes		1*24
해외	수출
해외	수입		1*24
총계

Analysis Result
ㅇ (Policy scenarios) Policy scenario 1 (SW investment intensity is 0.65%), policy scenario 2 (0.85%) and policy scenario 3 (0.90%) together with the Business as Usual scenario (0.75%) that assumes no change in external policy until 2013 from the base year of 2014
ㅇ (Economic growth prospects) Scenario 1 showed the lowest annual average GDP growth rate (1.69%), and scenario 3 had the highest average annual GDP growth rate (2.55%).
ㅇ (Employment structure prospects) If the level of SW investment is high, the total demand will increase and create more jobs, but if we look at the types of labor, the polarization of labor demand may accelerate.

(Unit: %)>
Scenario	BAU	Scenario 1	Scenario 2	Scenario 3
Total labor demand level compared to BAU	-	-4.63%	4.21%	6.42%

ㅇ (Change in wage gap) Looking at the changes in the wage gap between workers by scenario, the relative demand for high skilled workers is caused more and the wage increases, but the relative demand of the skilled workers increases to the lowest level, resulting in a decrease in skill premiums.
ㅇ (Combined with education investment) Assuming scenario 4 (SW investment intensive 0.85%, education investment intensive 0.05%) in parallel with education investment to mitigate the polarization of labor demand and employment / income structure, economic growth is the highest and income distribution is more even.
(Unit:%)
4. Conclusion
Summary and Implications
ㅇ SW is a very important factor in improving labor productivity and industrial competitiveness in Korea, even though it is small, and SW has given an answer to Solow's productivity paradox in the past.
ㅇ We also found that, from 2014, other conditions remain the same by 2030, but if we increase SW capital investment, it will have a positive impact on future GDP growth.
ㅇ The impact of SW capital investment on labor and income shows that as the level of SW capital investment increases, the total labor demand increases compared to the BAU scenario, but when we look at the changes in labor demand according to proficiency, it suggests that polarization can intensify.
- It can be seen that the demand for skilled labor hardly increases and the skilled premium also decreases. As a result, the proportion of the household income brackets in the middle class is further reduced. Considering the effects of skilled premiums, it is necessary to invest in education to improve the proficiency of workers.
- If the SW capital investment is increased beyond the BAU scenario, the skill premium of high-skilled workers will increase much more rapidly than the skilled premium of low-skilled workers, and the wage gap of high skilled and low skilled workers will increase as SW capital investment increases.
- If education investment is increased at the same time as SW capital investment, it can be seen that the supply of relatively high-skilled labor is smoothly carried out, and income distribution is evenly distributed while promoting higher economic growth effect.
Limits and Future Tasks of Research
ㅇ Research on growth accounting has examined the economic growth and contribution of productivity of SW capital, but needs further analysis by industry.
ㅇ In the study using the SW CGE model, the robustness of the model should be confirmed in terms of the following :
- We have described the production structure based on the elasticity of elasticity estimated from overseas empirical studies, and it is necessary to carry out the sensitivity analysis by changing this value.
- If the type of skilled labor is subdivided on the basis of task, it will be possible to describe more detailed reality.
- Need to ensure that the BAU scenario follows a pattern similar to the domestic long-run economic forecast.
ㅇ In addition to SW capital investment and investment in education, there is a need for further policy development and further research, in particular, to support the shift of middle-skill workers to high-skilled workers.

- 제1장 서론과 연구의 구성
- 제1절 서론
- 제2절 연구의 구성
- 제2장 기존문헌 고찰
- 제1절 시스템 관점으로 본 SW자본 투자의 경제적 파급효과
- 제2절 SW자본 투자의 경제성장 및 생산성 기여도
- 제3장 연구의 방법론
- 제1절 성장회계
- 1. 노동생산성 변화 분석
- 2. 자본 생산성 분석
- 3. 총생산량 변화 분석
- 4. 품질조정 방법
- 5. SW자본재의 품질조정
- 제2절 연산일반균형
- 1. SW기반 연산일반균형모형의 개념과 특징
- 2. 산업부문
- 3. 경제 주체 및 제도 부문
- 제4장 연구의 자료
- 제1절 KLEMS 자료
- 제2절 사회계정행렬
- 1. 사회계정행렬의 개념과 활용
- 2. ICT 기반 사회회계행렬의 구성
- 제5장 분석결과
- 제1절 SW자본 투자의 경제적 파급효과
- 1. 노동생산성
- 2. 경제성장기여도
- 제2절 SW투자에 따른 경제성장 전망과 부정적 파급효과
- 1. SW투자에 따른 미래 경제 효과 모사 실험 결과
- 2. 교육투자에 따른 양극화 현상 완화
- 제6장 결론 및 시사점
- 제1절 연구의 요약 및 시사
- 연구의 한계와 향후 과제
Contents
- Chapter 1. Introduction
- Chapter 2. Literature Review
- Chapter 3. Analytical Methods of Research
- Chapter 4. Analysis Data
- Chapter 5. Analysis Results
- Chapter 6. Summary and Implications