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전기차, 자율주행 등에 업고 도약하는 오토모티브 솔루션 시장 “라이다, 5G 네트워크 주목해야”

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자료제공/마이크로칩

최근 전기차 수요가 급증하고 자율주행 기술이 발전하면서 차량용 반도체 시장이 한 단계 성장할 것으로 전망된다. 글로벌 시장조사 기관인 IHS 마킷(IHS Markit)이 발표한 자료에 따르면 2023년까지 오토모티브 전자장비(전장) 산업 규모가 총 1,800억 달러에 이를 것으로 분석됐다. 현재만해도 평균적으로 자동차 한 대당 500달러가 넘는 반도체 부품들이 탑재되고 있으며, 자동차 전기화가 빠르게 확대되고 있어 탑재되는 반도체 비중도 큰 폭으로 늘어날 것으로 보인다.
이러한 추세에 따라 첨단운전자보조시스템(ADAS), 파워트레인(power train), 차량용 인포테인먼트(infotainment) 등 다양한 오토모티브 기술과 애플리케이션이 주목을 받고 있으며 자율주행 상용화를 위해 많은 기업이 발빠르게 움직이고 있다. 차량용 이더넷 부문의 선도기업이자 마이크로컨트롤러, 혼합 신호, 아날로그 반도체 및 플래시-IP 솔루션 분야의 세계적인 리더인 마이크로칩테크놀로지(Microchip Technology, 이하 마이크로칩)는 오토모티브 솔루션 분야에서 라이다(LiDAR), 레이더(radar) 등과 같은 센서 기술과 차량 간 통신에 사용되는 5G 네트워크를 핵심 분야로 부각시켰다. 

자율주행차의 눈 ‘라이다(LiDAR) 센서’

자율주행 기술 수준이 점차 높아지고 사각지대까지 잡아주는 무인 360도 모니터링이 필요해지면서 차량에 들어가는 센서 수도 함께 증가하는 추세다. 현재 자율주행 기술의 발전도 레이저 레이더, 비주얼 카메라, 밀리미터파(millimeter-wave, mmWave) 레이더 분야에서 활발히 이뤄지고 있다. 프랑스 시장조사기관 욜디벨롭먼트(Yole Développement)에 따르면 자율 주행 차량용 센서는 향후 15년 동안 연평균 성장률(CAGR) 51% 이상의 빠른 성장을 기록할 것으로 예상된다. 다만, 차량용 레이저 레이더 시스템의 가장 큰 걸림돌은 여전히 높은 비용이다. 이에 따라 저비용 라이다에 대한 수요가 여전히 높은 편이다.
자동차 카메라, 초음파 센서, 라이다, 레이더 등을 비롯한 ADAS, 인포테인먼트 시스템, 차량용 네트워크에 모두 공통으로 적용되는 중요한 부분이 있는데, 바로 타이밍이다. 오실레이터는 타이밍, 주파수, 위상 정확도와 관련한 네트워크의 전반적인 성능을 정의하는 데 있어서 핵심 역할을 한다. 기존의 쿼츠(quartz) 오실레이터는 얇은 구조로 인해 진동에 쉽게 손상을 입고 상대적으로 크기가 커 충격과 진동이 심한 조건에서는 안정된 성능을 유지하기 어렵다. 이를 보완하기 위해 MEMS 오실레이터가 등장했는데, 이 제품은 더 작은 크기에 뛰어난 청정도, 우수한 내구성, 폭넓은 온도 범위, 탁월한 주파수 안정성 등 다양한 장점을 갖추고 있어 자율주행 관련 애플리케이션에서 요구하는 최고 수준의 신뢰성 조건을 완벽하게 충족한다.
마이크로칩은 10년 이상 대표적인 MEMS 오실레이터 제품군을 꾸준히 생산해 온 선도적인 제조업체로, 이미 자동차 애플리케이션 업계에서 널리 사용되고 있다. 자율주행차에 새로운 ADAS 기술이 탑재되면서 더 많은 기능이 필요하게 되었고, 시간 동기화 디바이스에 대한 요건도 더욱 엄격해졌다. AEC-Q100 인증 및 1등급 평가를 받은 MEMS 오실레이터 신제품군 중 하나인 DSA2311은 마이크로칩이 선보인 업계 최초의 듀얼 출력 MEMS 오실레이터다. 이 디바이스의 동시 CMOS 출력은 각각 2.3MHz~170MHz이다. 이를 통해 PCB 공간을 절약하고 구매, 재고 및 설치 비용을 절감하며, 궁극적으로는 더욱 강력한 통합을 구현할 수 있다. 듀얼 출력 MEMS 오실레이터를 사용하면 2개의 크리스탈을 단일 디바이스로 교체하여 BoM(Bill of Material) 절감할 수 있다.

마이크로칩의 DSA2311 MEMS 오실레이터 패키지

차량 통신 및 자율주행 기술 구현에 핵심 요소 ‘5G 네트워크’

5G 네트워크는 차량 내 네트워크를 지원하는 것은 물론 자율주행 기술을 구현함에도 핵심적인 역할을 한다. 일례로, 국내 이동통신 3사가 5G 기술을 5G-V2X(Vehicle to Everything, 차량·사물간 통신) 시스템의 형태로 결합하며 적극 활용하고 있다. 이처럼 기업은 오토모티브 분야에서 5G 네트워크의 활용도가 급격하게 증가함에 따라 확대되는 데이터 센터를 위해 운영 체제를 안전하게 유지할 수 있는 새로운 방법을 강구하고 있다. 특히, 자율주행차 상용화에 앞서 보안 위험 문제 해결도 필수 과제로 떠오르고 있다. 이러한 시장 수요에 대응하고자 마이크로칩은 자율주행차 수준에 맞는 강력한 보안을 효율적으로 구현할 수 있는 자동차용 보안 개발 키트 크립토오토모티브(CryptoAutomotive) IVN TA/BSD(TrustAnchor/Border Security Device)를 제공한다. 이를 통해 OEM, 티어1 고객은 최고 수준의 보안을 도입할 수 있도록 지원한다.

마이크로칩의 자동차용 보안 개발 키트 크립토오토모티브(Crypto Automotive)

이외에도 마이크로칩은 Soteria-G2 커스텀 펌웨어가 장착된 CEC1712 마이크로컨트롤러(MCU) 모델의 새로운 암호화 지원 마이크로컨트롤러(MCU)를 공급하고 있다. 마이크로칩의 CEC1712 및 Soteria-G2 조합은 5G 및 데이터 센터 운영 체제에서 사전 부팅 시 악성 맬웨어를 방지하는 것 이외에도, 커넥티드 자율주행 차량용 운영체제, 차량용 첨단운전자보조시스템(ADAS) 및 외부 SPI 플래시로 부팅하는 기타 시스템을 위한 보안 강화 장치이다. BluetoothⓇ 및 LTE/5G와 같은 차량 내 네트워크 연결의 증가로 차량의 취약성이 높아짐에 따라, 자동차 시장에 대한 새로운 사이버 보안 규제 및 사양의 필요성이 대두되고 있다. 이에 발맞춰 마이크로칩은 OEM과 모듈 공급업체가 미래 세대의 보안 요건을 충족하고자 기존 디자인을 보다 간단하게 업그레이드 할 수 있는 CryptoAutomotive™ 보안 IC TrustAnchor100 (TA100)을 선보였다. 해당 암호화 컴패니언 디바이스는 버스 속도의 CAN(Controller Area Network) MAC을 포함하여 보안 부팅, 펌웨어 업데이트, 메시지 인증 등 차량 내 네트워크 보안 솔루션을 지원한다.

마이크로칩의 Soteria-G2 커스텀 펌웨어가 장착된 암호화 지원 MCU 'CEC1712'

넓은 온도 범위에서 엄격한 주파수 안정성을 갖는 타이밍 솔루션은 ADAS, 라이다, 차량 내 이더넷 및 자율주행과 같은 애플리케이션에 매우 중요하다. 또한, 자동화, 자율주행차의 수준이 빠른 속도로 발전하면서 자동차 네트워크 보안은 업계에서 시급한 필수 과제가 되었다. 이에 따라 제조업체는 오토모티브 시스템 개발자에게 실현 가능한 방법들을 제시하여 시기 적절하게 OEM 시스템 요건에 대응해 나가야 한다.

마이크로칩의 차량용 암호화 컴패닌언 디바이스 TrustAnchor100(TA100)

leekh@seminet.co.kr
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