자동차 산업의 반도체: 기술 우선 자동차 공간의 판도를 바꾸는 요소

지난 몇 년 동안 향상된 LiDAR 센서와 스마트 카메라 기반 센서를 포함하여 특히 자동차 대량 생산을 위해 자동차 산업에 수많은 기술이 통합되었습니다. 이러한 혁신의 중심에는 반도체에 대한 의존도가 높아졌습니다.

자동차가 바퀴 달린 고성능 컴퓨터가 되는 시대에 자동차 제조업체는 자동차 산업에서 반도체의 컴퓨팅 성능을 활용하는 패러다임 전환에 적응하면서 새로운 복잡성 계층에 직면하고 있습니다.

McKinsey의 통찰력에 따르면 자율 칩이 2030년까지 290억 달러 이상을 창출할 것으로 예상됨에 따라 자동차 분야에서 반도체 기술의 사용을 탐구하는 데 대한 이해관계가 높습니다.

이번 글에서는 혜택과 변화하는 시장을 통해 자동차 산업에서 반도체 기술의 역할을 자세히 알아보고 그 여정을 더욱 쉽게 만들어 보겠습니다.

자동차 분야 반도체 기술의 이점

전기 자동차와 무인 자동차의 인기가 높아짐에 따라 자동차 산업에서는 공간을 더욱 스마트하고 에너지 효율적으로 만드는 반도체 기술 발전이 필요해졌습니다.

향상된 연결성 : 운전자로서 우리는 자동차에 반도체 기술을 통합하여 실행되는 차량 내 GPS를 사용한 경로 매핑 및 도로 폐쇄와 같은 기능을 사용하는 데 익숙해졌습니다. 고급 레거시 노드 반도체는 차량에 사전 설치된 시스템을 미세 조정합니다. 또한 반도체는 차량 컴퓨팅 시스템의 주요 데이터를 처리하고 감지하는 데 사용되어 차량을 안정적이고 정확하며 시기적절하게 제어할 수 있습니다.

전기화 차량(Electrifying Vehicles) : 전기화는 하이브리드 차량의 배터리 관리, 차량의 연료 연소 효율 향상, 회생 제동 시스템을 통해 전기 차량의 에너지 복원 등 자동차 부문에 놀라운 기능을 도입합니다. 자동차 산업의 반도체는 효율성과 신속한 의사결정을 관리하여 이러한 복잡한 프로세스를 단순화합니다.

향상된 안전성 : 자율 주행 차량의 주요 판매 포인트 중 하나는 몇 초 안에 작동하는 제동 시스템입니다. 자동차 분야에서 반도체 기술의 장점이 가장 눈에 띄는 분야입니다. 이 소프트웨어는 크루즈 컨트롤, 비상 제동 시스템, 사각지대 감지 시스템, 주차 카메라 지원, 충돌 방지 센서 등과 같은 기능을 실시간으로 반응하는 방식으로 구동합니다.

AV의 수 증가 : 현재 가장 큰 혁명 중 하나는 자율주행차입니다. 이러한 차량은 AI 기반 기술의 도움을 받아 "자동 조종 모드"에서 사람의 도움 없이 한 지점에서 다른 지점으로 이동할 수 있습니다. 이 매우 정교한 모델을 미세 조정하기 위해 자동차 산업에서는 첨단 반도체를 사용하고 있습니다.

첨단 운전 지원 : 크루즈 컨트롤, 음성 제어 GPS 내비게이션, 액티브 스티어링, OTA 업데이트 등 다양한 기능은 전적으로 자동차의 반도체 기술에 달려 있습니다. 이러한 반도체는 자동차용 반도체 소프트웨어 솔루션과 현대 자동차의 차량 기능 간의 가교 역할을 합니다.

확장된 EV 범위 : 현대의 반도체는 초당 수천 번 켜고 끌 수 있는 능력을 통해 높은 효율성을 제공합니다. 이로 인해 전력 손실이 크게 감소하여 배터리 수명이 길어지고 주행 거리가 확장됩니다. 또한 이러한 반도체는 자동차 OEM이 소형 배터리를 사용하는 데 도움이 되므로 공간 축소를 통해 새로운 자동차 아키텍처를 설계할 수 있습니다.

자동차 분야 반도체 기술의 이러한 모든 이점 중 하나의 공통 요소는 기술의 작동에 있습니다. 자동차 분야에서 반도체 기술의 사용 깊이를 이해하려면 그 기술에 무엇이 들어가는지 이해하는 것이 중요합니다.

다음으로 반도체 소프트웨어의 핵심 구성요소를 살펴보겠습니다.

자동차 산업에서 반도체의 핵심 부품

자동차 부문의 반도체 기술 발전은 심각한 칩 부족 현상을 초래할 정도로 성장했습니다. 부족 문제는 대부분 공급망 문제이지만 그 의미는 분명합니다. 반도체가 자동차 공간을 변화시키기 위해 존재한다는 것입니다. 이제 소프트웨어 회사가 반도체와 하드웨어(자동차)를 연결하는 시스템을 구축하려면 기술의 기본을 이해하는 것이 중요합니다.

자동차 반도체 시장은 쉽게 4개 부문으로 분류할 수 있습니다. 첫 번째는 잠김 방지 브레이크 및 배기가스 제어와 같은 전통적인 자동차 기능에 사용되는 마이크로컨트롤러이고, 두 번째는 자동차를 인터넷과 연결하는 무선 모뎀 칩입니다. 다음으로 자동차의 자율 기능을 담당하는 두 가지 카테고리가 있습니다. 센서와 카메라용 칩과 차량의 두뇌 역할을 하는 처리 칩입니다.

세그먼트를 전체로 만들기 위해 함께 모이는 다양한 구성 요소는 다음과 같습니다.

• 마이크로컨트롤러: 마이크로컨트롤러 또는 MCU는 메모리, CPU(중앙 처리 장치) 및 광범위한 주변 장치 인터페이스로 구성된 집적 회로입니다. 이는 차체 제어, 엔진 관리, 파워트레인 제어, 인포테인먼트 시스템과 같은 기능을 제어하고 모니터링하기 위해 자동차 애플리케이션에 사용됩니다.
• 디지털 신호 프로세서: DSP는 디지털 신호 처리 작업을 수행하도록 설계된 마이크로프로세서입니다. 자동차에서는 음성 인식, ADAS 시스템의 이미지 처리, 오디오 처리 및 기타 계산량이 많은 활동에 사용됩니다.
• 애플리케이션별 집적 회로: ASIC은 특정 자동차 용도로 제작된 맞춤형 집적 회로입니다. 이는 고성능을 지원하고 특정 차량 제어 시스템, 이미지 처리 및 ADAS 알고리즘과 같은 특수 기능을 위한 통합 기능을 구축합니다.
• 전기 제어 장치: ECU는 자동차 반도체에 의해 기능이 제어되는 중요한 차량 구성 요소입니다. 센서 인터페이스, 마이크로 컨트롤러 및 통신 프로토콜을 사용하여 실시간 모니터링, 정밀 제어 및 차량 내부의 여러 시스템 조합을 가능하게 합니다. 이는 궁극적으로 차량의 안전성, 성능 및 기능성을 향상시키는 결과를 가져옵니다.
• 전원 관리 IC: 전원 관리 집적 회로의 주요 임무는 차량의 전원 공급 장치를 제어하고 관리하는 것입니다. 이러한 구성 요소는 전기 자동차의 자동차 시스템 전반에 걸쳐 효과적인 전력 분배, 전압 조절 및 보호가 유지되도록 합니다.
• 센서: 자동차 센서는 차량의 내부 시스템과 주변 환경에서 정보를 수집하는 데 중요합니다. 이러한 센서는 위치 센서, 압력 센서, 자이로스코프, 근접 센서, 온도 센서, 가속도계 등 다양합니다. 이들은 환경 제어 시스템, ADAS, 엔진 관리 등 다양한 용도로 정보를 수집하고 전송합니다.
• MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems): 이 기술은 자동차 산업의 반도체에서 핵심적인 역할을 합니다. MEMS 기반 반도체는 자동차 산업에 고급 작동 및 감지 기능을 제공하여 궁극적으로 차량 안전성, 용이성 및 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 지능형 시스템은 다양한 차량 및 환경 조건을 추적하고 대응할 수 있어 전반적인 운전 경험이 향상됩니다.

이는 기술적인 측면에서 반도체 공간을 포괄하지만, 기술이 자동차의 증가하는 수요에 맞춰 조정되기 위해서는 자동차 산업에서 반도체 기술의 역할이 투자와 파트너십 중심이 되어야 합니다. 다음은 자동차 제조사와 반도체 제조 기업 간의 협력에 대한 개요입니다.

반도체 개발 회사와 차량 제조업체 간의 파트너십을 통해 자동차 분야 반도체 기술이 자신과 운전자 모두에게 도움이 되는 이점을 함께 형성하고 있지만, 무시해서는 안 될 몇 가지 과제도 있습니다.

자동차 OEM은 연결된 차량, 자율 주행, 파워트레인 전기화 및 공유 이동성(ACES) 요구 사항을 단순화하는 데 필요한 전자 아키텍처와 온보드 소프트웨어의 복잡성이 증가함에 따라 다양한 장애물에 직면해 있습니다. 대부분의 과제를 해결하기 위해 소프트웨어 회사와 협력하거나 사내 팀을 구성하는 동안 반도체를 업그레이드하려면 비즈니스 수준에서 완전히 새로운 전략 세트가 필요합니다.

• 시스템 최적화를 위해 소프트웨어 사용 사례부터 반도체까지 자동차용 반도체 소프트웨어 개발을 위한 엔드투엔드 아키텍처에 대한 깊은 이해를 개발합니다.
• 사내 반도체 전문 지식 구축을 위한 채용 및 유지 계획 수립 자동차 OEM의 설계 결정에 관계없이 개념을 이해하고 측정하는 직원이 필요합니다.
• 반도체 계획 및 설계에 집중하여 자원의 단편화를 방지합니다. 이렇게 하면 정말 중요한 기능을 쉽게 두 배로 줄일 수 있습니다(예: ADAS의 한 가지 사용 사례 영역에 집중).
• 반도체 전략을 구현하고 통합 노력을 가속화할 전략적 파트너를 식별합니다.

Appinventiv는 자동차 산업의 반도체 전략 구축에 어떻게 도움을 줄 수 있나요?

e-모빌리티 솔루션의 일환으로 당사는 반도체 및 자동차 산업 모두에 대한 심층적인 전문 지식을 활용하여 반도체의 기술 및 소프트웨어 복잡성에 맞춰 자동차 OEM의 인프라 준비 상태를 평가합니다. 일단 그것이 확립되면, 우리는 반도체를 미들웨어로 전환하는 아키텍처를 구축합니다. 즉, 클라우드를 통해 애플리케이션에 정보를 보낸 다음 차량 제어를 통해 특정 방식으로 응답하도록 반도체에 신호를 보내는 아키텍처입니다. 몇 초.

또한 우리는 자동차 제조업체가 반도체 기능을 이해하고 이를 기술과 백엔드 소프트웨어를 자신있게 통합할 수 있는 방식으로 사용할 수 있도록 돕는 전문 지식을 보유하고 있습니다.

이제 자동차 산업의 반도체 개념을 다양한 관점에서 살펴보았으니 이제 기술의 미래에 대한 전망으로 기사를 마무리하겠습니다.

자동차 산업에서 반도체가 나아갈 길

자동차 반도체 시장은 여러 구성 요소로 나누어져 있으며 Texas Instruments, ROHM, Renesas Electronics, NXP Semiconductors, Intel, Nvidia 등과 같은 기술 채택에 대한 수요를 충족하기 위해 수많은 플레이어가 이 공간에 진입하고 있습니다. 기술과 파트너십이 끝나고 함께 기술의 미래를 만들어가고 있습니다.

다가오는 미래에 기술을 통해 기대할 수 있는 다른 주요 사건을 살펴보겠습니다.

차량 인공지능 지원

자동차 산업은 인간의 행동을 복사, 강화 및 지원하기 위해 차량 내 AI 시스템을 지원하기 위해 반도체를 사용하는 모습을 보게 될 것입니다. 완전히 무인자동차인 미래의 자동차에서는 AI가 차량 내부 센서와 환경 센서에 따라 어떤 조치를 취해야 할지 추론합니다. 이러한 AI 시스템을 결함 없는 방식으로 배포하기 위해 반도체가 사용되는 곳입니다.

V2X 통신

Vehicle-to-Everything 기술을 통해 차량은 주변 환경과 통신하고 효율적이고 안전한 운전을 할 수 있습니다. 이 기술은 운전자의 가시성이 전혀 없는 상태에서 전방 상황을 알려주고 최대 1마일 반경 내의 모퉁이와 장애물을 볼 수 있습니다. 보다 실시간 통신을 지원하기 위해 반도체가 사용됩니다.

초광대역 기술 개발

UWB는 블루투스, GPS, Wi-Fi와 같은 무선 기술과 비교할 수 없는 정확하고 안전한 실시간 위치 파악 기능을 제공합니다. 이 기술은 UWB 기반 자동차와 장치에 공간 인식을 부여하여 사용자가 어디에 있는지 알 수 있도록 설계되었습니다.

여기서 반도체의 역할은 차량과 스마트폰을 연결하는 자동차용 UWB IC를 만드는 데서 드러납니다.

반도체 가치에 영향을 미치는 지능형 자동차 수요

기존 ICE 차량과 비교할 때 지능형 차량은 점점 더 많은 칩을 사용하고 있습니다. 예를 들어 자율주행차의 경우 평균 필요한 칩 수는 8개부터 최대 20개까지 가능하다. 또한 AV가 수행하는 엄청난 양의 데이터 수집, 처리 및 저장으로 인해 여러 개의 지능적이고 대용량 저장 칩을 온보드에 설치해야 하는 상황이 발생하고 있습니다.

센서 수 증가

자율성은 첨단 반도체 기술로 작동해야 하는 차량에 더 많은 고성능 센서를 제공하고 있습니다. 현재 상태에서 근적외선 LiDAR는 SAE 레벨 3의 차량에 가장 많이 배치된 센서이지만, 더 나은 성능 이점을 제공하므로 곧 단파 적외선으로 전환될 것입니다. 이러한 전환으로 인해 ADAS(고급 운전자 지원 시스템) 및 자율주행 시장에서는 더 높은 가치의 반도체가 필요하게 될 것입니다.

하드웨어와 소프트웨어 간의 향상된 통합

대량 생산 시대가 도래하면서 자동차 OEM의 초점은 주로 자동차의 수명을 향상시킬 수 있는 하드웨어 최적화와 기계 부품 개발에 맞춰졌습니다. 그러나 자율주행차 부문에서 두각을 나타내고자 하는 제조업체에게는 하드웨어에만 집중하는 것이 직관에 어긋날 수 있습니다.

이제 필요한 것은 제조업체가 차량에 사용될 마이크로칩의 사양 및 특성 정의에 대해 발언권을 가질 수 있도록 자동차 OEM과 칩 제조 회사 간의 더 나은 협력을 구축하는 것입니다.

예측 기반 반도체

현재 센서의 대부분은 환경을 "관찰"하는 것으로 제한되어 있으며, 기업에서는 사용 사례를 확장하기 위해 예측 기반 추적 및 분석을 지원하는 칩을 찾기 시작했습니다. 다음은 이 칩이 어떻게 작동하는지 보여주는 예입니다. 옆 차선에 있는 차가 갑자기 차선으로 들어와서 앞 차를 추월하려고 생각한다고 상상해 보십시오. 센서에 포착되고 반도체에 의해 분석될 때 약간의 궤적 변화처럼 그들이 남기는 부드러운 신호는 위험을 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다. 교통 상황.

5G 및 6G 기반 상호작용

현대 자동차는 고립된 개체로 작동하지 않습니다. 그들은 항상 중요한 센서 데이터를 연중무휴로 공유하는 주변 인프라 및 차량과 연결되어 있습니다. 이러한 지속적인 정보 교환은 안정적인 네트워크 연결에 달려 있으며, 이것이 바로 자동차 OEM과 칩 제조업체 모두 5G 및 6G 기술에 관심을 갖는 이유입니다.

5G 및 6G 네트워크 연결에는 높은 무선 주파수를 활용하여 넓은 대역폭과 지리적 범위를 제한된 신호 결함과 결합할 수 있는 가능성이 있습니다. 그러나 통합을 위해서는 칩 제조업체가 100GHz 이상의 용량에서 실행되어야 하며, 이는 반도체 개발 회사가 조사하기 시작한 것입니다.

더 나은 에너지 효율성

전기차 보급 확대에 따라 에너지 효율이 높은 반도체에 대한 수요도 늘어나고 있다. 칩 제조업체가 이에 접근하는 방법에는 AI를 사용하여 컴퓨팅 리소스를 교환하고, WBG 반도체 전력 장치로 전환하여 전기 제어, 변환 및 처리를 관리하는 등 여러 가지 방법이 있습니다. 또한 더 낮은 손실, 높은 스위칭 주파수, 열악한 환경에서의 더 높은 견고성 및 더 높은 작동 온도의 이점으로 인해 실리콘 카바이드 구성 요소를 주요 기술로 사용하는 실험도 진행 중입니다.

마지막 말

자동차 산업에 반도체가 포함되는 현상은 이전보다 더 널리 퍼져 있으며, 이로 인해 자동차 제조업체(자동차 OEM)와 반도체 개발 회사 간에 더 많은 파트너십이 구축되고 있습니다. 이러한 파트너십을 통해 가져오는 것은 자동차 산업이 전기화되고 ​​자율화되는 새로운 시대입니다.

이 기사에서 다룬 정보가 변화하는 궤도에 맞춰 여러분을 안내할 수 있기를 바랍니다. 기술에 대한 추가 정보가 필요하거나 차량에 반도체를 통합하려는 경우 당사 팀에 문의하세요.

자주 묻는 질문

Q. 자동차 분야에서 반도체 기술이란 무엇인가요?

A. 현대의 모든 운전자 지원 기술 혁신은 반도체에서 실행됩니다. 예를 들어 후방 카메라는 온보드 디스플레이와 통신하기 위해 칩이 필요하며, 마찬가지로 내비게이션 시스템, 적응형 크루즈 컨트롤, 인포테인먼트 시스템도 반도체에서 작동합니다.

Q. 반도체 기술을 자동차에 적용하면 어떤 이점이 있나요?

A. 차량의 전기화는 수동 시스템을 전기 시스템으로 대체하는 데 도움이 되는 반도체의 주요 용도입니다. 이를 통해 차량 효율성 향상, 석유 의존도 감소, 탄소 배출량 대폭 감소와 같은 이점을 얻을 수 있습니다. 또한 자동차의 연결성을 실시간으로 유지함으로써 자동차의 운전자 지원 및 안전을 높이는 데 도움이 됩니다.

Q. 자동차 산업에서 반도체 기술의 미래 잠재력은 무엇인가?

A. 자동차 반도체 시장은 첨단 운전자 보조 시스템에 대한 수요 증가, 차량 전기화 증가, 자율 기술 기술 발전 등 여러 요인으로 인해 향후 몇 년 동안 엄청난 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 자동차 산업이 강력해지고 지능화되면서 자동차용 반도체 분야도 없어서는 안 될 존재가 될 것입니다.