다가오는 자율주행차 상용화 시대! 안전을 위한 차량용 반도체 기술은?

상상만 하던 자율주행차 상용화 시대가 눈 앞으로 다가왔습니다. 지난달 진행된 세계 최대 IT∙가전 박람회인 ‘국제전자제품박람회(CES) 2020’에서도 자율주행차와 관련된 다양한 기술들을 확인 할 수 있었는데요. 올해 7월부터 국내에서도 자율주행차(조건부 자율주행) 출시와 판매가 가능하게 되면서 도로 위에서도 만나볼 수 있게 될 전망입니다.

여러 최첨단 IT 기술이 차량에 접목되면서 차량용 반도체의 중요성 또한 나날이 급부상 하고 있는 가운데, 보다 안전하고 편리한 운전 환경을 구축하는데 있어 중요한 역할을 하는 차량용 반도체에 대해 알아보겠습니다.

자율주행차 시대 도래, 차량에도 수천 개의 반도체가?!

차량용 반도체는 센서를 통해 주행 정보와 자동차 내∙외부 환경 변화를 감지해 각 장치에 전달하는 중추적인 역할을 합니다. 한국산업기술평가관리원 SoC 플랫폼 센터의 ‘차량용 반도체 기술 및 국내 발전 전략’에 따르면, 일반 자동차 한 대에 들어가는 반도체는 약 300개 정도라고 합니다.

기술의 발달로 자동차에 인공지능(AI), 5G 등을 활용한 새로운 기술들이 더해지며 더 많은 반도체가 필요하게 되었는데요. 레벨 3(조건부 자율주행) 이상의 자율주행차가 본격 상용화될 2022년에는 자동차 한 대당 약 2,000개의 반도체가 필요할 것으로 전망되고 있습니다.

운전자와 보행자의 안전을 지켜주는 ‘첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)’용 반도체

첨단 운전자 보조 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance System)은 전자제어 기술을 기반으로 운전자 편의를 지원하는 시스템을 총칭합니다. 주행 중 전방 차량과의 충돌 위험을 덜어주는 ‘전방 출동 경고(FCW, Forward Collision Warning)’, ‘전방 충돌 방지 보조(FCA, Forward Collision-Avoidance Assist)’, 주행 중 올바른 차선 유지를 도와주는 ‘차로 이탈 경고(LDW, Lane Departure Warning)’, 차로 이탈 방지 보조(LKA, Lane Keeping Assist)’ 등의 기능을 합니다.

첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)에서도 차량용 반도체가 중요한 역할을 하는데요. 인공지능(AI) 연산을 위한 신경망처리장치(NPU) 기능을 내장한 차량용 프로세서는 차량에 탑재된 센서로부터 받은 신호를 분석해 차선과 장애물 등을 더욱 효과적으로 인지하는 등 ADAS의 두뇌 역할을 감당하는 것입니다.

운전자의 또 다른 눈이 되어주는 ‘센서’

외부의 빛을 전기 신호로 바꿔주는 이미지 센서도 자율주행차 시대에 안전을 지켜주는 핵심적인 차량용 반도체 기술 중 하나입니다. 이미지 센서는 차량의 전후방과 측면 등에 장착되어 자율주행차의 ‘눈’ 역할을 맡고 있는데요. 앞서 소개한 ADAS와 함께 외부 물체와의 충돌을 방지하는 기능도 수행합니다.

삼성전자는 차세대 모빌리티 시대를 대비해 스마트폰 이미지 센서 기술을 토대로 차량용 이미지 센서 브랜드 아이소셀 오토(ISOCELL Auto)를 2018년 10월 선보이기도 했는데요. 픽셀 간 간섭 현상을 최소화해 작은 픽셀로 고품질의 이미지를 구현하는 아이소셀 기술을 기반으로 실시간으로 변화하는 도로와 주변 환경의 시인성을 높이고, 보다 정밀한 물체 식별을 가능하게 합니다. 예를 들어 터널을 통과할 때와 같이 명암이 순간적으로 변화하는 상황에서도 도로 환경을 선명하게 인식해 잠재적인 사고를 예방할 수 있도록 도와줍니다.

안전하면서도 편리하고 즐겁게! ‘인포테인먼트(IVI) 시스템’용 반도체

자율주행이 가능해지면서 자동차는 또 하나의 생활 공간으로서의 역할도 갖게 됐습니다. 5G통신망을 기반으로 차량 내부와 주변을 연결해 운전자와 탑승자, 보행자가 더욱 안전하고 편리한 생활을 경험할 수 있게 된 것인데요. 그 핵심에는 운전에 필요한 각종 정보와 엔터테인먼트 요소, 인간 친화적인 기능들을 제공하는 ‘차량용 인포테인먼트(IVI, In-Vehicle Infotainment) 시스템’과 이를 가능하게 해주는 반도체 기술이 있습니다.

삼성전자는 차세대 인포테인먼트 시스템(IVI)을 위한 차량용 반도체 삼성전자 엑시노스 오토 V시리즈를 통해 운전자를 위한 정보를 실시간으로 제공할 수 있습니다.

삼성전자는 지난해 프리미엄 인포테인먼트 시스템용 고성능•저전력 프로세서 엑시노스 V9을 선보이기도 했는데요. 엑시노스 오토 V9은 신경망처리장치를 탑재해 운전자의 음성, 얼굴, 동작에 따라 운전자의 상황을 파악해 알맞은 정보를 실시간으로 제공할 수 있는 기능을 갖췄습니다. 또한 차량용 시스템 안전기준인 ‘에이실(ASIL)-B’를 지원하는 영역이 별도 탑재 돼 차량 운행 중 발생할 수 있는 시스템 오작동을 방지하는 등 안정성도 강화됐습니다.

지금까지 안전하고 편리한 운전을 도와주는 자율주행차 속 반도체 기술들을 살펴 봤습니다. CES2020을 또 하나의 모터쇼라고 부를 정도로 세계적인 반도체 기업들이 차량용 반도체 시장에 뛰어들며 혁신적인 기술을 선보이고 있는데요. 차량용 반도체의 경우 극한의 온도 조건과 내구성, 운전자의 안전을 위한 신뢰성 등 기술력과 더불어 높은 기준의 품질을 충족해야 하는데요.

그 동안의 기술력과 노하우를 기반으로 다가오는 자율주행차 시대에 놀라운 활약을 펼칠 삼성전자 반도체 기술에도 많은 응원과 기대 바랍니다!