TI, 더 안전하고 스마트한 차량을 만드는 6가지 반도체 기술

글/반도체네트워크 편집부 2023.12.18

텍사스 인스트루먼트(TI)는 금일 더 안전하고 스마트한 차량을 만들어 나가는 6가지 핵심 반도체 기술을 소개했다. 이날 발표를 진행한 펀 윤 (Fern Yoon) TI 오토모티브 시스템 엔지니어링 및 마케팅 총괄 디렉터는 "오늘날 차량은 전력 공급, 감지 및 정보를 처리하는 반도체를 약 200개에서 2,000개 가량 탑재하며 우리를 안전하게 보호해준다. 반도체 기술의 혁신은 차량 제조업체들이 어느때보다도 기술적으로 진보한 차량을 만들 수 있도록 돕고 있다.”고 말했다.

과거에 운전자들의 주된 관심사는 얼마나 안전하게, 그리고 얼마나 빠르게 목적지에 도착할 수 있는지를 평가하는 것이었다. 오늘날 운전자들은 자율 주행이나 온도 조절 시트를 구현할 수 있는 센서와 같이 편안함과 편의성을 제공하는 기능을 기대한다. 운전자들은 서라운드 뷰 카메라나 탑승자, 또는 뒤에 남겨진 물체를 감지할 수 있는 시스템과 같이 향상된 차량 안전성과 지능을 요구한다. 

펀 디렉터는 “TI의 기술은 자동차를 더 스마트하고 안전하게 만들기 위해 이러한 운전자들의 기대를 실현하는 데 도움을 주고 있다”며, 차량용 시스템의 진화를 이끌며 더욱 안전하고 스마트한 차량을 구현해 나가는 6가지 반도체 기술을 소개했다. 

1. 첨단 감지 기술: 더 정확한 레이더, 전류, 전압 및 위치 감지 등 첨단 감지 기술은 차량 전반의 안전성과 신뢰성을 달성하는 데 중요한 역할을 하고 있다. 

2. 전력: 차량의 전력 기술은 작은 풋프린트에서 더 높은 전력 밀도와 효율성을 구현해야 한다. TI는 소형 패키지에서의 통합 솔루션, 온도 관리 필요성이 적은 효율적인 스위칭 레귤레이터, 향상된 보호를 위한 진단을 통해 이러한 요구사항을 달성할 수 있도록 엔지니어들을 지원하고 있다.

3. 고전압 시스템: 전기차에 대한 업계의 요구사항을 달성하기 위해서는 최대 800V 이상 고전압 시스템이 필요하다. TI의 고전압 기술은 절연과 첨단 전력 변환 토폴로지 등 향상된 안전성을 위한 성능과 신뢰성을 제공한다. 

4. 안전한 데이터 전송: 차체 전반은 물론, 이를 넘어서까지 전송되어야 하는 데이터의 양이 증가하고 있다. TI의 인터페이스 포트폴리오는 신호 무결성을 저하시키지 않고 안전한 데이터 전송에 필요한 대역폭 요구를 해결한다. 데이터 요구사항에 따라 확장되는 유연한 대역폭을 위한 유무선 솔루션이 그 예시다.

5. 모터 제어: 기능 안전을 준수하는 TI의 장치들은 다양한 모터 제어 애플리케이션에 안정성과 확장성을 제공한다. 제어 알고리즘, 아날로그-디지털 컨버터가 통합된 모터 드라이버, 정밀한 움직임을 위한 감지 통합 회로를 갖춘 통합 마이크로컨트롤러가 예시다.

6. 프로세싱: 간단한 기능부터 고도로 발전된 자율주행 애플리케이션을 지원할 수 있는 복잡한 프로세싱 등 차량의 두뇌 역할을 하는 프로세싱이 없다면 더 스마트한 차량을 만들기 어렵다. 

펀 디렉터는 “차량용 시스템은 이러한 반도체 혁신을 기반으로 계속해서 진화하고 있으며, 더 안전하고 즐거운 운전자 경험을 구현하는데 기여하고 있다”고 말했다. 예를 들어, 첨단 배터리 관리 시스템 (battery management system, BMS)은 배터리의 충전 상태 (SoC, state of charge)와 배터리 내구 수명(SoH, state of health)에 대해 더 나은 정확도와 특성화를 지원하여 운전자가 도로에서 더 오래 주행할 수 있도록 돕는다. 

배터리 모니터링 기술의 진보는 DC 고속 충전 또는 교환 배터리와 같은 기능을 통합하고 전기차 충전 시간과 총 소유 비용을 개선하므로써 전기차용 배터리의 범위를 확장하고 새로운 충전 환경을 구현한다. 또, 무선 BMS, 트랙션 인버터, 온보드 충전기, DC/DC 충전기, 냉난방 시스템 등 여러 시스템에 걸쳐 효율성을 개선하고 무게를 줄이면 운전자들이 1회 충전으로 주행할 수 있는 거리를 더욱 향상시킬 수 있다.

최대 800V의 전압을 지원하는 파워 일렉트로닉스는 고효율 전력변환과 향상된 전력 밀도를 지원하며, 빠르고 효율적인 충전을 구현할 수 있도록 절연 방식을 고를 때 더 많은 선택지를 제공한다. ADAS(첨단 운전자 보조 시스템)에는 차량이 카메라와 레이더 센서로 주변을 정확하게 감지하고, 센서 데이터를 안정적이고 안전하게 전송하며, 이를 처리하고 통신하여 실시간 결정을 내릴 수 있도록 신뢰할 수 있고 지능적인 기술이 필요하다. 이러한 시스템 또는 전자 제어 장치 (ECU)의 구조 또한 변하고 있다. 전기/전자 아키텍처는 ECU가 기능 대신 차량 내에서의 위치에 기반해 제어되는 영역 아키텍쳐로 진화하고 있다. 

ADAS 및 에어컨 시스템과 같이 이전에는 통합되지 않았던 시스템들은 이제 현지화되어 복잡성을 줄이고 소프트웨어를 통해 기능을 지원한다. 소프트웨어 정의 차량 아키텍처에는 빠르고 안전한 통신 네트워크, 정확한 센서, 스마트하고 효율적인 부하 액추에이터, 효율적인 전력 분배 및 고성능 중앙 집중식 컴퓨팅 시스템이 요구된다.

펀은 “경제적인 비용으로 더욱 안전한 운전 경험을 제공하는 것은 시작에 불과하다. 반도체가 어떻게 최첨단 차량용 기술의 발전을 이끌고, 운전자 경험을 개선해나갈지 기대하고 있다”고 말했다.

기사입력 : 2023-12-18