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Essays on the Impact of Digital Transformation Technologies on Productivity and Wages in Korea

  • 이승일 (서강대학교 일반대학원)

초록(요약문)

This dissertation analyzes the impact of digital transformation technologies (DTTs) on productivity and wages in Korea. DTT-based growth strategies have emerged as a potential solution amid Korea’s prolonged low growth, low fertility, and population aging. Since DTTs such as artificial intelligence (AI) are rapidly spreading, it is essential to analyze the spillover effects of these technologies across sectors of the Korean economy. In major economies, research on how technological change affects firm performance and labor market structure is already active, and related work in Korea is growing. However, results remain inconsistent due to the pace of technological progress and cross-country differences in industrial structure and characteristics. Moreover, only a few studies explore the combined effects of multiple technologies. Therefore, this dissertation conducts four empirical studies to systematically identify the integrated technological effects in Korea. First, we provide a comprehensive overview of the adoption and utilization of DTT in Korea. We begin by defining the various technologies classified as DTTs. We then compare Korea’s adoption rates with those of OECD countries and major advanced economies, considering heterogeneity by technology and firm size. Using data from Statistics Korea’s Survey of Business Activities (SBA), we document domestic adoption and construct an industry-level DTT intensity measure. We analyze heterogeneity across industries and technologies, as well as its trends. Next, we empirically analyze the impact of DTT on labor productivity growth, considering heterogeneity in firm size. Using SBA data compiled by Statistics Korea, we construct a dynamic panel model and employed system-GMM. The results show that DTT adoption increases labor productivity growth, with larger firms benefiting more. This effect varies by firm size and is significant in both manufacturing and non-manufacturing, with a stronger impact in non-manufacturing. Our findings provide empirical evidence on the differential impact of DTT on labor productivity growth across firm sizes, highlighting its significance in recent discussions on digital transformation. Then, we examine how DTT adoption affects the speed of total factor productivity (TFP) convergence, using system-GMM with SBA data. We find evidence of TFP convergence in both manufacturing and non-manufacturing sectors, and that DTT adoption boosts TFP growth. However, greater DTT intensity slows the convergence rate, especially in manufacturing. These findings offer new insights into how technological progress shapes productivity dynamics across sectors. Then, we examine the impact of DTT adoption on individual workers’ wages using the Korean Labor & Income Panel Study (KLIPS), provided by the Korea Labor Institute. Using industry-level DTT adoption rates, we investigate how DTT adoption affects wages across various task types and industries. Our findings reveal a statistically significant wage reduction effect of DTT adoption in both the manufacturing and non-manufacturing sectors. We observe nuanced effects across different task types, with cognitive tasks experiencing more significant wage reductions than manual tasks. Furthermore, older and less educated workers face greater wage reductions. Our study contributes to the understanding of the labor market implications of technological advancements. Lastly, we provide an overall conclusion and discussion of the dissertation. We summarize the main findings of each chapter and explore the mechanisms linking DTT adoption to these empirical results, thereby identifying potential channels behind the observed patterns. Building on this perspective, we present the policy implications. We also highlight key limitations and interpretational caveats that are relevant for understanding the empirical results. We review the data and methodological constraints that apply across all chapters, and propose directions for future research to address them. Through this discussion, we aim to clarify the constraints and considerations that should guide the interpretation of the empirical findings.

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초록(요약문)

본 학위논문은 디지털전환기술이 한국의 생산성과 임금에 미치는 영향을 분석한다. 한국 경제의 장기 저성장과 저출산·인구 고령화로 인한 노동시장 압력이 심화되면서, 디지털전환기술을 활용한 성장 전략이 중요한 대안으로 부상하고 있다. 특히 인공지능을 비롯한 디지털전환기술이 빠르게 확산되고 있는 만큼, 이러한 기술이 한국 경제의 다양한 부문에 미치는 파급효과를 체계적으로 분석하는 것은 필수적이다. 이미 주요 선진국에서는 기술 변화가 기업의 성과와 노동시장 구조에 미치는 영향을 다룬 연구가 활발히 진행되고 있으며, 우리나라에서도 관련 연구가 점차 확대되고 있다. 그러나 기술 발전의 속도, 국가별 산업 구조 및 제도적 특성의 차이로 인해 일관된 결론이 도출되지 못하고 있고, 개별 기술이 아니라 여러 디지털전환기술의 종합적인 효과를 분석한 연구는 매우 드문 실정이다. 이에 본 논문은 한국에서의 디지털전환기술 도입이 생산성과 임금에 미치는 통합적 효과를 체계적으로 규명하고자 네 편의 실증 연구를 제시한다. 첫 번째로 한국의 디지털전환기술 도입과 활용 수준을 종합적으로 정리한다. 먼저 디지털전환기술로 분류되는 여러 최신 기술들의 정의를 제시한다. 이후 OECD국가 및 주요 선진국과의 비교를 통해 기술별, 기업규모별 이질성에 따른 우리나라의 도입 수준을 살펴본다. 나아가 통계청 「기업활동조사」 데이터를 통해 국내 디지털전환기술 도입 현황을 체계적으로 정리하고, 산업별 디지털전환기술 강도 지표를 구축하여 산업, 기술 차원의 이질성과 그 변화 추이를 분석한다. 다음 장에서는 디지털전환기술이 기업규모의 이질성에 따라 노동생산성증가율에 미치는 영향을 실증분석 한다. 통계청 「기업활동조사」 데이터를 가지고 동적패널모형을 구성하였으며, 한국의 각 기업에서 디지털전환기술의 도입 여부에 따른 기업규모별 노동생산성증가율에 미치는 영향을 시스템일반화적률법으로 실증분석 한다. 본 연구의 결과에 따르면 첫째, 디지털전환기술을 도입한 기업들은 노동생산성증가율이 상승하는 것으로 나타난다. 둘째, 디지털전환기술을 도입한 기업들의 노동생산성증가율은 기업규모에 따라 차이가 나타난다. 셋째, 기업규모가 커질수록 노동생산성증가율에 미치는 디지털전환기술 도입의 효과는 점차 증가하는 것으로 나타난다. 마지막으로, 제조업과 비제조업 모두에서 기업규모에 따른 차별적 효과가 유의하고, 비제조업에서의 효과가 상대적으로 크다. 본 연구는 최근 주목받고 있는 디지털전환기술이 기업규모별 노동생산성증가율에 미치는 차별적 충격에 대한 실증적 근거를 제시한 데 의의가 있다. 다음으로는 디지털전환기술 도입이 총요소생산성 수렴 속도에 미치는 영향을 분석한다. 통계청 「기업활동조사」 데이터를 가지고 동적패널모형을 구성하며, 한국의 산업별 디지털전환기술의 강도에 따른 기업 간 총요소생산성 수렴 속도에 미치는 영향을 시스템일반화적률법으로 실증분석 한다. 분석 결과, 제조업과 비제조업 모두에서 총요소생산성 수렴 현상이 존재하며, 디지털전환기술 도입은 총요소생산성의 성장을 촉진하는 것으로 나타난다. 그러나 디지털전환기술의 강도가 높을수록 수렴 속도는 제조업과 비제조업 모두에서 느려지는 특징이 발견된다. 특히 제조업에서의 수렴 속도 둔화 효과가 더 큰 것으로 나타난다. 이러한 결과는 기술 발전이 산업 간 생산성 동태에 어떠한 영향을 미치는지를 이해하는 데 새로운 통찰을 제공한다. 다음으로는 한국노동연구원의 「한국노동패널조사」 데이터를 이용하여 디지털전환기술 도입이 개별 근로자의 임금에 미치는 영향을 분석한다. 산업 수준의 디지털전환기술 도입강도를 활용하여, 기술 도입이 업무 유형과 산업별로 임금에 어떤 영향을 주는지 살펴본다. 본 연구의 결과에 따르면 첫째, 제조업과 비제조업 모두에서 디지털전환기술 도입은 임금을 통계적으로 유의하게 감소시키는 효과가 나타난다. 둘째, 업무 유형별로 상이한 영향이 관찰되며, 육체 업무에 비해 인지 업무에서 임금 감소 폭이 더 크게 나타난다. 마지막으로, 고령 근로자와 학력이 낮은 근로자일수록 임금 감소가 더 큰 것으로 나타난다. 본 연구는 기술 진보가 노동시장에 미치는 함의를 이해하는 데 기여한다. 마지막으로, 본 논문 전체에 대한 종합적인 결론과 논의를 제시한다. 각 장의 주요 실증 결과를 요약하고, 디지털전환기술 도입이 이러한 실증 결과와 어떻게 연결되는지에 대한 메커니즘을 탐색함으로써, 관측된 패턴 이면에 존재할 수 있는 잠재적 경로를 규명한다. 이러한 관점을 바탕으로 정책적 시사점을 제시한다. 또한 실증 결과를 이해하는 데 중요한 주요 한계와 해석상의 유의사항을 강조한다. 더 나아가, 공통적으로 적용되는 데이터 및 방법론상의 제약을 검토하고, 이를 보완하기 위한 향후 연구 방향을 제안한다. 이러한 논의를 통해, 본 논문의 실증 결과를 해석할 때 고려해야 할 제약과 유의점들을 보다 명확히 제시하고자 한다.

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목차

Ⅰ. Introduction 1

Ⅱ. Descriptive Overview of Digital Transformation Technology Adoption in
Korea 6
1. Introduction 6
2. Definitions and scopes of DTTs 7
3. Cross-country comparison across major economies. 9
4. Evidence from firm-level data in Korea 14
4.1. Adoption rates of DTTs 14
4.2. Industry-level DTT intensity 22
5. Conclusion 32

Ⅲ. The Adoption of Digital Transformation Technology and Firm-Level
Labor Productivity 34
1. Introduction 34
2. Models and Data 36
2.1. Models 36
2.2. Data 40
2.3. Descriptive statistics 40
3. Empirical results 44
3.1. Basic results 44
3.2. DTT effects by firm size 47
4. Robustness check 50
4.1. Alternative measures of firm size 50
4.2. Industry-level DTT intensity 53
5. Conclusion 54

Ⅳ. Impact of Digital Transformation Technology Adoption on Firm-Level
Total Factor Productivity Convergence 57
1. Introduction 57
2. Empirical strategy 59
3. Results 60
4. Conclusion 64

Ⅴ. Impact of Digital Transformation Technology Adoption on Worker
Wages 65
1. Introduction 65
2. Literature review 69
3. Models and data 73
3.1. Models 73
3.2. Data 76
3.3. Descriptive statistics 82
3.4. Simple relations between DTT intensity and worker wages 87
4. Empirical results 88
4.1. Basic results 88
4.2. DTT effects by different types of task 91
4.3. DTT effects by human capital and age 98
5. Robustness check 102
5.1. Control for group-specific trends 102
5.2. Alternative classification method for task type 103
6. Conclusion 105

Ⅵ. Conclusion and Discussion 108
1. Summary of main findings 108
2. Interpretation and mechanism 109
3. Policy implications 112
4. Caveats and directions for future research 113

References 117

Appendix 129

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