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글로벌오토뉴스 채영석 국장은 30년 동안 자동차 전문기자로 활동해 왔으며 인터내셔널 엔진 오브 더 이어, 월드 카 오브 더 이어의 심사위원이다. 골드만 삭스 등 투자은행들과 다른 시각으로 산업 분석을 해 오고 있다. 지금까지 3,000종 이상의 차를 타고 시승기를 쓰고 있으며 세계적인 모터쇼와 기술세미나 등에 참석해 글로벌 차원의 트렌드 분석에 힘을 쏟고 있다. 2013년 골드만 삭스가 유가 200달러 시대를 이야기했을 때 역으로 유가 폭락 가능성이 있다는 칼럼을 쓰기도 했다.

128. 자율주행차 – 14. 자동차산업 주도권 쟁탈전의 중심, 소프트웨어 플랫폼

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글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com)
승인 2020-12-15 17:29:56

본문

지금 자동차산업 생태계가 근본적으로 바뀌고 있다. 무엇보다 2020년 한 해에 글로벌 플레이어들의 전동화차, 더 정확히는 배터리 전기차 사업으로의 구조 변경이 아주 빠른 속도로 진행됐다. 2018년 폭스바겐이 MEB를 내놓은 이후 GM과 현대자동차, 메르세데스 벤츠도 뒤를 이었다. 부품회사인 보쉬와 소니도 EV 플랫폼을 개발했고 아이폰 위탁생산업체인 대만의 폭스콘도 여기에 뛰어들었다. 완성차 업체 입장에서는 플랫폼을 외주할 수 있는 구조가 만들어지고 있다. 이를 두고 분업이라고 표현하기도 한다. 하지만 그보다 더 큰 변화가 시작되고 있다. 소프트웨어 플랫폼이다. 2017년 이 난을 통해 정리한 소프트웨어 전쟁에 이어 자율주행 소프트웨어 플랫폼을 둘러싼 현재 상황을 짚어 본다.


글 / 채영석 (글로벌오토뉴스 국장)

현재 시판 중인 자동차 중에서는 자율주행 관련 소프트웨어가 가장 앞선 업체는 테슬라다. 테슬라는 통합 제어 시스템을 3세대까지 발전시켰으며 이제는 그 두뇌인 시스온칩(SoC) 하드웨어 3.0(HW3.0)을 스스로 설계할 정도다. 아직은 레벨4의 자율주행 수준까지는 아니지만 적어도 5~10일마다 무선 업데이트를 통해 사용자들의 운행 환경을 개선하고 있다는 점에서는 앞선 행보를 보인다. 테슬라의 시스온칩은 연산 프로세서와 그래픽 프로세서, 그리고 학습용 신경망 프로세서와 기타 입출력 장치 등을 통합한 본격적인 시스온칩이다.

이는 스마트폰이 통신과 데이터 프로세싱, 그리고 입출력 등의 모든 기능을 하나의 프로세서, 즉 어플리케이션 프로세서(AP)로 처리하는 것과 같은 개념이다. 자율주행, 커넥티비티, 인포테인먼트 등의 모든 핵심 기능을 하나의 프로세서로 처리하도록 통합 설계하는 것이 통합 제어 시스템이다.

오늘날 자동차 업계에서는 고성능 컴퓨터를 포함한 중앙집중형 아키텍처를 개발하고 있다. 대부분이 2025년 이후에 실용화될 수 있다고 전망하고 있다. 그런데 테슬라는 2014년 HW1.0이라는 이름으로 1세대 전자 플랫폼을 선보인 이후 2016년 HW 2.0, 2019년에는 HW 3.0을 모델 3에 도입했다. 3kg이 되지 않는 이 두뇌는 테슬라의 힘의 원천임과 동시에 자동차 부품의 공급업체를 완전히 바꾸는 영향력을 갖고 있다.

HW 3.0은 트라이캠과 밀리파 레이더, 초음파 센서로 360도 감지하며 무선 업데이트도 가능하고 자체 개발한 AI 칩을 채용한 것이 특징이다. 이는 또한 레벨4와 5 수준의 완전 자율주행차에 대응하는 수준이다. 아직은 레벨2 수준에 머물러 있고 5G가 완전히 구현되지 않아 완전한 무선 업데이트가 여의치 않지만, 그것은 시간문제일 수 있다.

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여기에서 핵심은 통합 ECU에 관한 것이다. 일반적으로 기존 자동차들은 차 한 대당 30~70개의 ECU를 탑재하고 있다. 그런데 테슬라의 모델3에는 통합 ECU를 포함해 3~4개밖에 없다. 이는 업계에서 말하는 분산형 ECU와 제어 영역형 ECU를 건너뛰고 중앙 집중형으로 바로 진화해 버린 것이다. 이는 기존 자동차회사들보다 6년 정도 앞선 것으로 평가되고 있다.

더 놀라운 것은 통합 ECU의 연산 처리능력이 144T OPS(매초 144 조회)로 높고 소비 전력도 72W에 불과하다는 것이다. 이 부문에서는 CES 2020을 통해 선보인 퀄컴의 스냅드래곤 오토모티브 플랫폼의 프로세서는 700TOPS로 다시 비약적인 발전을 보여주고 있다.

그보다는 이 통합 ECU를 테슬라가 자체 개발했다는 것이 더 관심을 끄는 내용이다. 삼성전자의 기판을 바탕으로 대만 업체가 위탁 생산한 것으로 기존 자동차부품업체들이나 엔비디아, 퀄컴 등으로부터 납품받은 것이 아니다. 이는 전통적인 메가 서플라이어들이 지금의 상황대로라면 주도권을 빼앗길 수 있다는 얘기일 수도 있다. 게임의 법칙이 바뀐다는 표현이 이래서 등장한 것이다. 다만 테슬라의 통합제어 솔루션은 보안문제 등으로 인한 부정적인 시각도 존재한다.

라이다가 아닌 자체 개발 카메라 9개를 장착한 테슬라가 우선 시선을 끄는 것은 누적 주행거리 데이터가 2021년 1월 51억 마일에 도달한다는 점 때문이다. 이 부문에서 가장 앞선다는 평가를 받았던 웨이모의 2,000만 마일과 비교가 되지 않을 정도의 방대한 양이다.

여기까지만 이야기해도 미래의 핵심 기술인 자율주행차를 위한 기술은 소프트웨어가 주도하고 그 스포트웨어를 개발하는 것은 전통적인 자동차회사가 아니라 소위 말하는 외부의 파괴적 경쟁자라는 것을 알 수 있다. 그렇게 이야기하면 하드웨어인 EV플랫폼은 그나마 완성차회사들이 주도하고 몇 개의 외부업체들이 가세하는 형태인 데 비해 소프트웨어 플랫폼은 아예 그런 구도가 불가능한 상황이라고도 할 수 있다.


자율주행 프로세스로 인해 완전 독자적 소프트웨어 개발은 불가
그래서 폭스바겐이 소프트웨어 조직을 신설하고 토요타가 ‘소프트웨어 퍼스트’ 회사를 천명하고 나선 것이다. 하지만 목표로 하는 것과 현실은 괴리가 있다.

거기에는 복잡한 자율주행 프로세스가 있다. 자율주행 프로세스는 센서로 인지하고 인공지능 등으로 연산해 머신러닝 등으로 실행하는 구조다. 당연히 카메라와 레이더, 라이다, 고정밀 디지털 맵, GPS 등 센서와 통신 기능이 선행되어야 하고 이들로부터 취득한 정보를 바탕으로 연산할 수 있는 기술력과 그것을 다시 실행 단계로 연결할 수 있는 소프트웨어가 필요하다.

이런 복잡한 관계와 투자 비용, 시간 등 복합적인 문제가 얽히면서 이 부문을 해결하지 못하면 소프트웨어도 아웃소싱해야 할인지도 모르는 상황이 전개되고 있다.

현재 자율주행 관련 센서 중 가장 중요한 것으로 여겨지고 있는 라이다는 벨로다인이 앞서있지만, 구글의 웨이모는 그 라이다를 자체 개발해 2020년 3월 발표한 최신 버전은 5세대에 이르렀고 비용도 절반으로 줄었다. 구글은 이런 기술력을 바탕으로 자율주행을 위한 소프트웨어 플랫폼을 자체적으로 개발하고 있다.

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무엇보다 웨이모의 자율주행 플랫폼의 구축은 차량의 종류를 가리지 않고 소프트웨어와 센서 모듈을 통합해 많은 차량에 채용할 수 있다는 점이 특징이다. 스마트폰과 달리 센서 모듈이라고 하는 하드웨어가 필요하다는 차이가 있으며 이 하드웨어와 소프트웨어를 결합할 수 있게 되면 기술력은 한층 높아지고 후발 업체들에게는 넘을 수 없는 장벽이 될 수 있다.

그 이야기는 웨이모가 생각하는 자율주행 플랫폼의 구축은 차량의 종류를 불문하고 소프트웨어 및 센서 모듈을 통합하여 많은 차량에 확산할 수 있다는 것이다. 다시 말해 구글의 스마트폰 운영체제인 안드로이드의 전 세계 시장 점유율이 90% 육박하고 있는 것과 같은 미래를 꿈꾸고 있다는 생각에 미칠 수 있다는 것이다.

어쩌면 테슬라가 지난 9월 배터리데이를 통해 선언했던 연간 2,000만대의 목표도 그들의 소프트웨어 플랫폼을 완성차회사들에게 판매해서 이루고자 하는 것일 수도 있다.

그런 한편으로 센서를 중시하는 웨이모이지만 주로 3종류의 센서로 구성하는 모듈 단위와 소프트웨어 통합을 중시하고 센서 단체는 기본적으로 분업한다는 방침이다. 이미지 센서와 밀리파 레이더는 타사로부터 조달한다는 것이다. 모듈의 통합적인 능력과 배치장소가 중요한 한편 센서 단체는 요구사양에 맞으면 바꿀 수도 있다는 생각에서라고 한다.


모빌아이의 블랙박스화와 엔비디아의 오폰 소스 코드
그래서 부상하고 있는 것이 센서 부문에서 존재감을 강화하고 있는 모빌아이이다. 센서를 포함한 인식 기술에 강한 기업이 자율주행 소프트웨어 개발에서 우위에 설 수 있다는 점 때문이다. 이는 모빌아이가 레벨 4~5 완전 자율주행을 추구하고 있는 웨이모를 추격하는 유력한 후보로 부상하고 있다고도 할 수 있는 내용이다. 모빌아이는 강점이 있는 인식 소프트웨어와 반도체 (SoC) 아이큐(EyeQ) 시리즈를 함께 완성차회사들에게 제공함으로써 ADAS 부문에서 많은 매출을 올리고 있다.

그런 모빌아이가 웨이모를 추격하고 있다고 말할 수 있는 것은 이 소프트웨어의 기반이 되는 고정밀지도 데이터 "REM (Road Experience Manegement)을 스스로 개발하고 있기 때문이다. 웨이모처럼 정밀지도 데이터를 핵심으로 자리매김하고 경쟁 영역으로 생각하고 있으며 이를 분업하는 것이 아니라 통합한다는 전략을 추구하고 있다.

고정밀지도 데이터를 내부 제작하는 기업은 많지 않다. 타사로부터 조달 경쟁보다 개발 속도를 높일 수 있다는 점 때문이다. 모빌아이가 REM을 다루고 있는 것은 움직이는 차량에서 수집한 대량의 도로 정보 등을 인식하여 분석하고 지도 데이터의 개발에서 가장 중요한 빈번한 갱신을 위한 기반을 이미 가지고 있기 때문이다. 또한 모빌아이의 SoC를 탑재한 자동차 카메라가 이미 많은 차량에 채용되고 있다는 점이 장점이다.

이는 전통적인 자동차회사들이 소프트웨어 구축을 하지 못하면 웨이모나 모빌아이, 테슬라, 소니, 엔비디아 등에 종속될 수도 있다는 것을 의미한다. 전략을 자주 바꾸지 않은 토요타가 반년 만에 전동화 전략을 수정했듯이 올가을에는 소프트웨어 퍼스트 회사를 천명하며 TRI-AD 산하에 우븐 플래닛을 설립해 기본 소프트웨어, 즉 운영체제(OS)와 데이터 플랫폼을 정비를 목표로 하며 근본적인 사업 구조 재편에 나선 것은 이런 움직임에 위기의식을 느낀 것 때문이라고 할 수 있다.

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하지만 센서부터 통합제어 소프트웨어까지 모두를 감당할 수는 없다. 갑자기 소프트웨어 회사로의 전환이 간단치 않다는 것이다. 인력과 개발 속도 등은 물론이고 센서 기술도 전문 분야가 아니어서 아웃소싱할 수밖에 없다.

그런 완성차회사들의 상황을 고려해 엔비디아는 웨이모나 모빌아이처럼 자율주행 소프트웨어를 블랙박스화해 공개하지 않는 것과 달리 오픈 소스 코드 전략을 추구하고 있다. 필요에 따라 원하는 기능만을 공급할 수도 있다는 자세를 취하고 있다. 물론 그렇다 해도 업데이트라든가 새로운 기술의 등장으로 통합고자 할 때 완성차업체들은 결국은 엔비디아에 의존하지 않을 수 없게 될 수도 있다는 점은 고려해야 한다.

그런데도 지금으로써는 자율주행 소프트웨어를 자체적으로 구축하기 위해서는 엔비디아에 의존해야 하고 아예 아웃소싱하고자 하면 인텔 모빌아이의 소프트웨어를 사용할 수밖에 없는 형국이 전개되고 있다.

엔비디아는 2016년 세계 최초로 선보인 자율주행차용 슈퍼컴퓨터 ‘드라이브(DRIVE™) PX 2’를 볼보의 ‘드라이브 미(Drive Me)’ 자율주행 프로젝트에 도입했다. 모빌아이는 화상인식의 중요한 요체인 카메라 기술에서 독보적인 입지를 구축하고 있다. 그것을 해석하고 시스템에 대응하도록 하는 기술도 앞선 것으로 평가받고 있다.

인텔은 자동차, 커넥티비티, 클라우드라고 하는 세 개의 플랫폼을 통합한 시스템 개발을 지원하는 자율주행 솔루션 인텔GO를 개발하고 있다. 인텔GO는 자동차 내부는 물론이고 통신, 클라우드 환경까지 일관된 조건에서의 개발이 가능한 공동 플랫폼을 표방하고 있다. 자동차의 모듈러 플랫폼처럼 공통이기 때문에 비용저감, 개발 기간도 단축된다. 물론 양산 브랜드부터 프리미엄 브랜드까지 폭넓게 대응할 수 있다는 유연성도 높다고 인텔은 주장한다.

지금까지는 인텔 모빌아이를 중심으로 BMW, 콘티넨탈, 그리고 FCA가 연합하고 있으며 엔비디아는 다임러와 포드, 테슬라, 볼보, 보쉬 등과 제휴 관계를 맺고 있다.


소니, 애플, 퀄컴, 삼성전자, 그리고 암(ARM)
여기에 CES 2020을 통해 자율주행 컨셉트카 비전S를 출품한 소니도 SoC와 정밀 지도는 분업을 통해 공급받아 소프트웨어 플랫폼을 개발하고 있다. 자동차용 이미지 센서에 강하고 인식기술이 있는 소니는 자율주행 소프트웨어 개발에서는 우위에 있다는 평가를 받고 있다. 크게는 모빌아이와 같은 방향성이지만 정밀지도나 SoC는 아웃소싱한다는 점이 다르다.

그동안 자율주행차 부문에 대해 설왕설래했던 애플도 본격적으로 뛰어들고 있다. 애플은 이미 기계학습을 위한 신경망 프로세서를 AP에 통합하여 운용한 경험이 많다. 최근 출시한 아이폰 12가 라이다 센서를 장비하였다는 점이 시선을 끌고 있다. 이 두 가지는 앞으로의 자율주행 자동차에서 매우 중요한 기술이다. 그리고 최근 애플이 자동차 관련 사업에 공격적으로 투자하며 인재를 영입하고 있다는 점은 전혀 우연이 아닐 것이다. 애플의 아이폰 운영체제인 iOS의 시장 점유율이 11.3% 로 구글의 안드로이드와 함께 전 세계 시장을 장악하고 있는 것을 다시 꿈꾸고 있는지도 모른다.

그뿐 아니다. CES 2020을 통해 퀄컴이 공개한 스냅드래곤 라이드는 700TOPS의 초고속 연산능력을 갖추고 있으면서도 70~130W의 저전력으로 구동이 가능하다는 점 때문에 이 부문에 다크호스로 부상해 있다.

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같은 행사에서 디지털 콕핏을 선보인 삼성전자의 미래차 통합 제어 솔루션도 시선을 끌고 있다. 완벽한 1칩 통합 솔루션을 추구하는 지금까지의 경쟁자들과는 달리 삼성의 자동차용 시스온칩인 엑시노스 오토는 인포테인먼트 시스템에 일단 무게를 두고 있다. 실제로 2021년부터 생산되는 아우디의 차세대 MIB 인포테인먼트 플랫폼에 삼성 엑시노스 오토 8890이 탑재되는 현실적인 실적을 기록했다. 지금의 흐름이라면 자율주행 플랫폼으로의 발전도 충분히 가능하다. 60여개의 브랜드를 소유한 사운드 브랜드 하만을 인수한 효과가 하나둘 가시화되고 있다.

가장 최근에는 아마존 산하 아마존 웹 서비스(AWS)와 블랙베리(BlackBerry)가 클라우드 기반의 자동차용 소프트웨어 플랫폼 'IVY'를 공동 개발했다고 발표했다. IVY 커넥티드 플랫폼은 모든 종류의 사물에 사용할 수 있는 센서 데이터를 수집하고 정규화한다고 밝혔다. IVY는 전 세계 1억 7,500만대의 차량에 탑재되는 블랙 베리 운영체제 (OS) 'QNX'를 기반으로 구축됐다. 차량 데이터에 대한 접근성을 표준화해, 여러 브랜드의 차량에 탑재되는 커넥티드 서비스 개발 기간을 단축할 수 있게 됐다고 한다. 아마존의 움직임도 주시할 필요가 있어 보인다.

중국의 구글이라고 불리는 바이두도 2017년부터 아폴로 프로젝트를 발전시켜 오고 있다. 아폴로 프로젝트는차량 플랫폼, 하드웨어 플랫폼, 소프트웨어 플랫폼 및 클라우드데이터 서비스를 포함하는 하드웨어 및 소프트웨어 서비스 솔루션을 제공한다. ​지난 12월 10일에는 베이징에서 무인 자율주행차 도로 테스트 허가를 취득하기도 했다. 

그런데 테슬라를 비롯해 엔비디아와 애플, 퀄컴, 삼성의 AP는 모두 ARM의 아키텍처쳐를 사용하고 있다. 즉, ARM의 생태계 안에서 모든 것이 이루어지고 있다는 것이다. 그런 ARM을 2020년 10월 엔비디아가 인수해 또 다른 그림이 그려지고 있다. 프로젝트에는 전 세계에서 100개 이상의 업체가 참여하고 있으며 지난 9월에는 5년 내 자율주행차 대중화가 가능하다고 선언하기도 했다. 

이처럼 외부의 파괴적 경쟁자들이 숨 가쁜 행보에 대응하기 위해 완성차회사들은 자체적으로 운영체제를 발전 시켜 오고 있다. 폭스바겐 그룹의 vw.OS와 BMW의 OS 7.0, 메르세데스 미 등이 그것이다. 물론 이들의 아키텍처는 마이크로소프트의 커넥티드 플랫폼을 사용하고 있다.

그동안 자동차업계에서는 보쉬를 필두로 콘티넨탈과 ZF, 덴소, 델파이, 모비스 등 전통적인 자동차 부품업체들이 Tier1의 입지에서 Tier2와 Tier3의 하위 부품업체들을 장악해 완성차업체들에 모듈과 시스템을 납품하며 세를 키워 왔다. 이들은 전 세계 완성차공장이 있는 곳에는 어디든지 공급을 위한 생산 시설을 설립해 숫자로 압도해 왔다.

그런 기존 패러다임이 바뀌고 있다. 생태계가 통째로 달라지고 있다.

 

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