전 세계 전기차 시장의 현재 진행 상황 그리고 앞으로의 전망에 대해 분석한 산업 리포트입니다. 과연 기존 자동차 업체와 IT 빅 테크 기업 중 어느 쪽이 더 유리할까요?
Ⅰ. IT 빅테크 기업의 자동차 산업 진입
1. 2021 년 초, 애플카 이슈로 시끄러웠던 자동차 산업
2021년 연초부터 애플이 현대/기아차와 협업하여 자동차 산업에 진출한다는 소식으로 업계가 시끄러웠다. 지난 21년 2월 8일 ‘애플카 협업설’이 돌던 현대/기아차가 관련 협의를 진행하지 않고 있다고 공식 발표해 시장이 매우 당황했다. 애플과 현대차그룹의 협업이 막바지에 달했다는 외신 보도가 잇달았지만, 협력사에 가혹할 정도로 비밀 유지를 요구하는 애플 특유의 신비주의가 발목을 잡은 모양새인 것이다.
현대/기아차가 관련 협의를 진행하지 않고 있다고 공식 발표
2. 자동차 산업의 새로운 패러다임에는 IT 가 필요
미래 자동차 산업은 전동화와 자율주행 기술을 기반한 스마트 모빌리티 서비스 산업이라고 정의할 수 있다. 즉, 새로운 자동차는 ‘새 판’이 필요할 것이다.
자동차 산업은 약 5천조 시장으로 가장 큰 시장규모를 자랑한다. 또한, 차량 공유 및 자율주행 기술의 등장으로 약 3천조의 시장규모 확대 기대감도 있다. 이러한 시장에서는 자동차와 IT의 융합이 필요하다. 첨단 IT 기술을 기반으로 자동차의 전자장치와 센서가 지능적이고 유기적으로 상호작용해 운전자로 하여금 보다 안전하고 편리하게 차량을 운행하고 경험할 수 있게 해 준다. 최근 출시되는 차종들에 적용된 네트워크/클라우드 기반 첨단 인포테인먼트 기능들이 대표적이다.
향후 자동차-IT 융합에 따른 미래 자동차 시대에서는 OS(운영체제)가 전동화와 네트워크 기반의 연결성, 자율주행으로의 이행 과정에서 파워트레인 이상의 가치가 될 것이다. 주행뿐만 아니라 인포테인먼트, 도로교통 시스템과의 연동, 자동차와 자동차 그리고 자동차와 사람 간의 연결 등 매우 다양한 기능들을 안전하고 효율적으로 ‘운영’ 하는 체계가 필요해질 것이기 때문이다.
최근 3년간 완성차 기업과 IT기업 간의 협업은 매우 활발히 진행 중이다. ‘18년에는 25건 ‘19년에는 36건 ‘20년에는 17건(코로나 19로 전년 대비 감소한 것으로 추정)이 발생했다. 주요 기업으로는 폭스바겐, 토요타, 현대차그룹, BMW 등의 기업이 있다. 이러한 수치를 감안해보면 어느 기업이 미래 자동차 산업에 면밀히 준비 중인지 확인할 수 있다.
전동화와 자율주행으로 카테고리를 나누어 보면, 전동화(전기차)가 5건, 자율주행이 73건이다. 전동화 기술은 내재화하고 자율주행은 타 기업과 협업하는 방향으로 진행하는 것이 효율적이라고 판단한 것이다. 전기차는 아무리 2차전지가 탑재되더라도 기존 완성차 기업이 잘해오던 기계적인 성질에 가깝다. 하지만, 완전 자율주행을 이루기 위해 필요한 반도체 칩, OTA, 딥러닝, 맵핑 기술은 기존 완성차 기업이 잘해오던 분야가 아니기 때문에 타 기업과 협업이 필요 한 것이다.
OTA (Over The Air) 펌웨어 업데이트의 방식 중 하나. 컴퓨터에 연결하지 않고 Wi-Fi 등을 사용하여 무선으로 펌웨어를 업데이트하는 기술을 뜻한다. FOTA(Firmware Over The Air)이라고 부르기도 한다. 현재 대부분의 PC 운영체제와 스마트폰 운영체제는 이 기능을 지원한다. 반대로 IPSW 방식이 있다. 최근엔 자동차에도 적용되고 있으며 테슬라의 차량들이 OTA를 이용해 지속적으로 차량 성능을 업데이트하고 있다. 테슬라의 펌웨어 업데이트에는 인테리어 변경을 제외한 모든 것이 적용되며 업데이트 만으로도 제로백을 단축시킬 수 있고 자율주행 옵션들을 계속 업데이트해 완성해 나가고 있다. 이로 인해 테슬라의 차량은 풀체인지의 개념이 없는 미래적이고 혁신적인 차량으로 여겨지며 다른 자동차 회사들도 조금씩 OTA를 시도하고 있다.
딥러닝 (deep structured learning, deep learning, hierarchical learning, 심층 학습) 여러 비선형 변환기법의 조합을 통해 높은 수준의 추상화(abstractions, 다량의 데이터나 복잡한 자료들 속에서 핵심적인 내용 또는 기능을 요약하는 작업)를 시도하는 기계 학습 알고리즘의 집합으로 정의되며, 큰 틀에서 사람의 사고방식을 컴퓨터에게 가르치는 기계학습의 한 분야라고 이야기할 수 있다.
어떠한 데이터가 있을 때 이를 컴퓨터가 알아들을 수 있는 형태(예를 들어 이미지의 경우는 픽셀 정보를 열벡터로 표현하는 등)로 표현(representation)하고 이를 학습에 적용하기 위해 많은 연구(어떻게 하면 더 좋은 표현기법을 만들고 또 어떻게 이것들을 학습할 모델을 만들지에 대한)가 진행되고 있으며, 이러한 노력의 결과로 deep neural networks, convolutional deep neural networks, deep belief networks와 같은 다양한 딥 러닝 기법들이 컴퓨터 비전, 음성인식, 자연어 처리, 음성/신호처리 등의 분야에 적용되어 최첨단의 결과들을 보여주고 있다.
맵핑 (Mobile Mapping System, 이동식 도면화 시스템) 국가지형정보와 국가시설물정보 데이터베이스를 구축, 유지, 관리하기 위해 요구되는 기존 측량 방법과 대비하여 비용 및 시간면에서 효율성을 높이고 향후 활용성을 높이기 위한 첨단정보 시스템이다.
이를 위해 이동차량에 CCD 카메라, 레이저 스캐너, GPS 수신기, 관성항법장치, 컴퓨터 등을 탑재하고 통합하여 고품질의 공간정보 DB 구축을 위한 항법 기술, 사진측량 기술 및 영상처리 기술이 합쳐진 신기술 통합 솔루션이다. 지상에서 특히, 도로상에서 실시간으로 다양하고 복잡한 지형지물정보를 획득하기에 가장 적합한 방법으로 여겨지는 모바일 매핑 시스템은 영상획득 시스템과 위성측위 시스템 및 레이저 스캐닝 시스템을 이용한 통합 시스템이라고 할 수 있다. 이와 같은 시스템을 탑재한 차량이 주행하면서 지형정보를 획득하고 처리하는 기술은 최첨단의 IT기술이며, 몇몇 선진국에서만 실제로 구현되고 있다.
Ⅱ. ‘백년전쟁’ 도화선이 된 자동차 OS 혁명
1. 자동차 OS : 가장 협업이 필요한 분야
미래 자동차 산업은 크게 4가지로 나눌 수 있다. 메카(MECA), 즉 공유경제 (Mobility), 전동화(Electrification), 연결성(Connectivity), 자율주행(Autonomous) 분야를 들 수 있다. 위 4가지 모든 요소를 포함하는 개념이 있다. 현재 자동차 업계에서 가장 근본적인 변혁이 있는데 그것은 ‘자동차 OS(Operating System·운영체제) 혁명’이다. OS 혁명은 전기차·자율주행 혁명보다 더 시급할 수도 있다. 더 나은 전기차, 고도화된 자율주행차를 만들려면 OS라는 ‘토대’가 완전히 바뀌지 않으면 안 되기 때문이다. 앞으로 몇 년 후에는 OS가 각 완성차 기업 제품 차별화 관련 핵심 경쟁력이 될 것이다. OS 혁명에서 뒤처지는 회사는 IT기업의 하청 업체로 전락하거나 역사에서 사라질 수도 있다고 전망한다.
- OS : H/W와 S/W를 관리하는 전체 운영체제 오퍼레이팅 시스템(Operating System, 약칭:OS), OS는 하드웨어와 소프트웨어를 관리하는 소프트웨어 전체 운영체제라고 할 수 있다. OS라는 개념은 컴퓨터에서 처음 파생되었다. 컴퓨터 시스템의 자원들을 효율적으로 관리하며, 사용자가 컴퓨터를 편리하고, 효과적으로 사용할 수 있도록 환경을 제공하는 여러 프로그램의 모임이다. OS는 컴퓨터 사용자와 컴퓨터 하드웨어 간의 인터페이스로서 동작하는 시스템 소프트웨어의 일종으로, 다른 응용프로그램이 유용한 작업을 할 수 있도록 환경을 제공해 준다.
OS의 목적에는 처리능력 향상, 사용 가능도 향상, 신뢰도 향상, 반환 시간 단축 등이 있다. 처리능력, 반환시간, 사용가능도, 신뢰도는 OS의 성능을 평가하는 기준이 된다. OS는 한 면으로는 소비자를, 다른 한 면으로는 프로그램 개발자를 함께 하나의 시장으로 데려다 놓을 수 있는 양면 플랫폼이다. 잘 알려진 현대의 PC 운영 체제에는 마이크로소프트 윈도우, 맥 OS X, 리눅스가 있다. 이 밖에 BSD, 유닉스 등의 PC용 운영체제도 존재한다.
BSD (Berkeley Software Distribution) 1977년부터 1995년까지 미국 캘리포니아 대학교 버클리(University of California, Berkeley)의 CSRG(Computer Systems Research Group)에서 개발한 유닉스 운영 체제이다. 오늘날 BSD라는 용어는 유닉스 계열 운영 체제 계열에서 분기되어 형성된 BSD 파생판을 두루 가리키는 용어로 자리잡혀 있다. 오리지널 BSD 코드로부터 파생된 운영 체제들은 현재까지도 활발히 개발되고 널리 사용되고 있다.
유닉스 (Unix) 교육 및 연구 기관에서 즐겨 사용되는 범용 다중 사용자 방식의 대화식, 시분할(interactive time-sharing) 운영 체제이다. 1970년대 초반 벨 연구소 직원인 켄 톰슨, 데니스 리치 등이 처음 개발하였다. 오늘날의 유닉스 시스템은 여러 회사들과 비영리 단체들이 이 커널로 활용하여 다양한 운영체제를 개발하고 있다. 유닉스는 처음부터 다양한 시스템 사이에서 서로 이식할 수 있고, 멀티 태스킹과 다중 사용자를 지원하도록 설계되었다. 유닉스 시스템은 다음과 같은 개념을 가지고 있다.
OS는 실행되는 응용 프로그램들이 메모리와 CPU, 입출력 장치 등의 자원들을 사용할 수 있도록 만들어 주고, 이들을 추상화하여 파일 시스템 등의 서비스를 제공한다. 또한 멀티태스킹을 지원하는 경우, 여러 개의 응용 프로그램을 실행하고 있는 동안, OS는 이러한 모든 프로세스들을 스케줄링하여 마치 그들이 동시에 수행되는 것처럼 보이는 효과를 낸다.
- 타 산업의 OS : 스마트폰 산업의 모바일 OS 모바일 OS는 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, PDA 등의 운영 체제이다. 대표적으로 안드로이드와 iOS가 있다. 스마트폰만 보자면 리눅스를 기반으로 만든 구글의 안드로이드 OS가 지속적으로 시장 점유율 1위를 차지하고 있고, 애플의 iOS가 그 뒤를 따르고 있다. 태블릿은 반대로 iOS가 점유율이 높고, 안드로이드 기기가 그 뒤를 따르고 있다. 2021년 1월 기준 세계 스마트폰 시장은 OS로 살펴볼 때 안드로이드와 iOS의 양강 구도다. OS 점유율 측면에서 Statcounter 기준 안드로이드 71.93%, iOS 27.47%, 기타 0.6%로 안드로이드가 절대적으로 우세한 위치다. 특히 3세계 시장의 약진으로 구글 안드로이드의 비중은 끊임없이 늘어나고 있는 추세이다. 반면, iOS는 태블릿 시장에서 iOS 55.94%, 안드로이드 43.95%로 안드로이드보다 훨씬 더 우세한 위치에 있다. 2016년 이래로 iOS는 태블릿 시장에서 안드로이드와의 격차를 꾸준히 벌려오고 있다. 전체적으로 안드로이드는 북미를 제외한 세계 각 대륙에서 전체 대비 과반을 차지하여 iOS 대비 확실한 우세를 점하고 있다.
모바일 OS 쪽은 iOS 이전과 이후로 크게 나눠서 볼 수 있다. 애플이 나오기 이전부터 있었던 윈도우나 블랙베리, 심비안 입장에서 보면 iOS와 안드로이드가 후발주자인데, 갑자기 iOS가 나오면서 멀티 터치 UI와 비교적 낮은 가격으로 좀 더 많은 사용자들에게 쉽게 다가갈 수 있었다는 점이 성공 요인이 되었다. 그 후에 삼성전자의 바다가 출시됐었지만 시장에 큰 영향력을 남기지 못하고 사라졌다.
블랙베리 (BlackBerry) 2002년에 캐나다의 블랙베리가 개발한 스마트폰이다. 미국과 유럽의 비즈니스맨을 중심으로 널리 사용되고 있으며, 세계적으로 130개국 이상 1,900만 명 이상이 사용하고 있다.
심비안 (Symbian Ltd.) 소프트웨어 개발 및 라이선스 기업으로, 스마트폰 운영 체제 심비안 OS와 기타 관련 기술로 알려져 있다. 본사는 잉글랜드 런던 서더크에 있으며, 그 밖의 오피스로는 영국, 중국, 인도, 일본, 한국, 미국에 있다. 1998년 6월 24일, PDA와 휴대전화 간 동시 접근을 이용할 목적으로 에릭슨, 노키아, 모토로라, PSION의 파트너십으로 설립되었다.
애플의 아이폰을 기점으로 멀티터치 스마트폰과 태블릿의 대중화가 시작되었지만, 그보다 더 후발주자인 안드로이드가 오픈 소스를 무기로 애플을 제외한 다른 하드웨어 회사를 공략, 성공적으로 안착시켰다. iOS는 높은 최적화 성능을 자랑했지만 폐쇄적인 정책으로 애플 이외에는 사용할 수 없었다. 그와 함께 기존 블랙베리와 윈도우, 심비안은 몰락의 길을 걷기 시작한다.
오픈 소스 소프트웨어 (open source software, OSS) 소스 코드를 공개해 누구나 특별한 제한 없이 그 코드를 보고 사용할 수 있는 오픈 소스 라이선스를 만족하는 소프트웨어를 말한다. 통상 간략하게 오픈 소스라고 말하기도 한다. 오픈 소스 모델이나 다양한 독립 정보원의 협동 개발은 한 기업이 개발하거나 유지할 수 있는 것보다 훨씬 더 다양한 디자인 관점의 범위를 만든다. 2008년, Standish Group에 의한 리포트에 따르면 오픈 소스 소프트웨어 모델의 채택은 소비자에게 연간 600억 달러의 절약을 가능하게 한다고 한다.
- 모바일 OS에서 H/W 제조사의 도전 (삼성전자 : 바다) 바다는 삼성전자에서 2010년 런칭한 스마트폰 OS이다. 개발자들이 사용하기에 다소 불편했다. 개발이 편리하고 커뮤니티도 활성화되어 있는 iOS나 안드로이드와는 달리, 개발도 다소 불편하고 커뮤니티는 없었다. 삼성에서 운영하는 개발자 지원 사이트가 있긴 하지만 사용자가 많지 않다 보니 큰 도움이 되지 못했다. 개발자를 지원해주는 개발 키트인 SDK의 안정성이나 신뢰도, 편의성은 다소 부족했다. 2014년 12월 개발자 사이트와 SDK 지원을 중단하면서 OS를 폐지했다.
SDK (Software Development Kit, 소프트웨어 개발 키트) 일반적으로 소프트웨어 기술자가 사용하여 특정한 소프트웨어 꾸러미, 소프트웨어 프레임워크, 하드웨어 플랫폼, 컴퓨터 시스템, 게임기, 운영 체제 등을 위한 응용 프로그램 등을 만들 수 있게 해주는 개발 도구의 집합이다. 응용 프로그램을 만들기 위해서는 특정한 SDK를 다운로드 받아야 하는데, 안드로이드 앱 개발을 위해서는 Java를 포함한 SDK, iOS 개발을 위해서는 Swift가 포함된 iOS SDK, MS Windows를 위해서는 .NET을 포함한 .NET Framework SDK가 필요하다. 또한 구글이나 페이스북같이 분석과 활동에 대한 데이터를 제공하기 위해 SDK가 앱에 설치되어 있는 경우도 있다.
소프트웨어 개발 키트에는 여러가지가 복합적으로 들어가 있을 수 있지만, 라이브러리 모양의 응용 프로그램 프로그래밍 인터페이스(API)가 하나 혹은 여러 개 들어가 있는 간단한 구조로 된 것도 있는데, 보통 그런 것들은 특정 프로그래밍 언어에 접속할 수 있게 하거나 특정한 임베디드 시스템(Embedded system)에 접속할 수 있는 복잡한 하드웨어를 포함시키기 위한 것들이 대부분이다. 공통 도구에는 디버깅 기능과 다른 유틸리티들이 포함되며, 종종 통합 개발 환경(IDE)의 형태로 포함되어 있다. 또한 SDK는 대부분 샘플 코드와 기술 참고 및 지원 문서를 지원하므로, 사용자에게 명확한 사용법이나 해결책을 제공해줄 수 있다.
H/W 제조사인 삼성전자가 많은 준비를 통해 런칭한 ‘바다’ OS가 실패한 원인이 무엇일까. OS 경쟁에서 살아남으려면 사용자가 많아야 한다. 타 제조사에서 채택하면 상당히 유리하다. 하지만 타 제조업체에서 바다를 선택할 가능성은 적었다. 경쟁사인 삼성전자에서 바다를 만들게 되므로 굳이 경쟁사의 OS를 선택할 필요가 없었다. 과거, 제조사에 중립적인 구글이 모토로라를 인수하자 스마트폰 제조사 전체가 매우 걱정한 것도 이런 이유이다. 삼성이 제조하기 때문에 언제든지 중립성이 깨질 수 있으며 삼성 갤럭시 시리즈 스마트폰에 유리하게 제작할 수도 있다.
독자 OS를 만든다는 것은 성공만 하면 독점적 수익 무대 확보의 지름길이 되어주지만, 잘못될 경우 모두와 다른 길로 가는, 갈라파고스화가 될 수 있는 리스크가 있다. 이에 대해 삼성전자도 독자 OS를 개발에 투입되는 개발비를 매몰비용이 될 수 있는 리스크를 짊어지는 것이라고 했다. iOS의 성공 이후 경쟁 OS들이 다수 출현했는데, 라이선스 무료로 풀어버린 안드로이드를 제외하면 HP의 webOS도, RIM의 PlayBook OS도, 인텔-노키아 연합의 MeeGo도 결국 모두 실패했다.
webOS ( 웹OS, LG webOS) 리눅스 커널에서 구동되는 모바일 운영 체제이다. 팜 OS를 계승하는 소프트웨어로서 팜에서 개발을 하고 휴렛 팩커드가 후에 인수했고, 또 그 뒤에 LG가 인수했다. 2009년 1월 팜이 발표를 하고, 완벽한 웹 2.0 기술, 개방성, 멀티태스킹, 쉬운 사용 등으로 주목을 받았다. webOS를 처음으로 이용한 기기는 2009년 6월 출시된 팜 Pre이다. 이 운영 체제는 모든 기기의 소프트웨어 업데이트를 무선통신을 이용해서 진행한 운영 체제들 중 하나이다. 1992년부터 2002년까지 PDA 제조사인 팜이 팜 OS를 주도했다. 2002년, 완전한 자 회사인 팜소스를 만든다. 팜소스는 독립했으며, 2005년 일본 개발사인 유한회사 액세스에 인수되었다.
2010년, 휴렛 팩커드가 webOS에 주목하고 팜을 인수하게 되었다. 2011년 2월, webOS 2.2를 이용하는 스마트폰인 HP 프리 3, HP 비어를 발표하고 2011년 여름에 출시될 webOS 3.0을 이용하는 태블릿 PC인 HP 터치패드를 발표했다.
2013년 2월 25일, LG전자가 특허권을 제외한 모든 webOS에 대한 권리를 인수했다. 2014년, CES에서 webOS가 내장된 스마트 TV를 선보였다. LG의 webOS 스마트 TV는 기존 webOS의 특징인 Card view를 계승, 현재 시청하고 있는 화면을 방해하지 않으면서 언제 어디서든 빠르게 앱 메뉴에 진입할 수 있는 것이 큰 장점이다. 단, 위에서 명시했듯, LG의 webOS 인수는 소스 코드, 문서, 웹사이트 등에 국한된 것으로, 특허권에 대한 라이선스 비용을 HP에 지불해야 한다.
PlayBook OS (블랙베리 태블릿 OS, BlackBerry Tablet OS) 어도비 AIR 및 블랙베리 웹웍스 응용 프로그램들을 구동하도록 설계된 QNX 뉴트리노 실시간 운영 체제 기반 리서치 인 모션(RIM)의 운영 체제이며, 현재 블랙베리 플레이북 태블릿 컴퓨터에서 이용이 가능하다. 블랙베리 태블릿 OS는 자동차에서부터 원자로에 이르는 제품들에 쓰이는 실시간 운영 체제를 개발하는 QNX사의 운영 체제를 구동하는 최초의 태블릿이다. QNX는 현재 RIM의 자회사이다.
MeeGo (미고) 노키아, 인텔, 리눅스 재단이 공동으로 개발한 모바일 운영 체제이다. 인텔의 리눅스 기반의 모블린을 개발했다. 2010년 2월 MWC(Mobile World Congress)에서 인텔과 노키아가 합작으로 참여하기로 발표하면서 개발이 시작되었다. 미고는 인텔의 리눅스 기반 운영 체제인 모블린(Moblin)과 노키아의 리눅스 기반 운영 체제인 마에모(Maemo)를 하나의 프로젝트로 통합하는 것을 목적으로 한다.
최선의 OS 운영 방향은 독자 OS를 만들면서 iOS나 안드로이드가 제공하지 못하는 차별된 가치를 제공하고, 기존 기업들보다 더 나은 개발자 우대 정책을 운영하여 우수한 앱 개발자를 끌어들여야 한다. 또한, OS를 개발하면서 축적한 노하우를 H/W제작에 반영하면서, 점유율이 높은 안드로이드 진영에서 이탈하지 않으면서, 구글과 협력 관계를 유지하는 것이 최선이었을 것이다.
2. 자동차 OS 란? 그리고 반도체 칩의 중요성
- 미래 자동차는 고도화된 S/W 플랫폼(OS) 필요 자동차가 컴퓨터가 되는 메카(MECA)의 미래 자동차는 향후 자율주행 기반 모빌리티 산업에서 핵심이다. 메카(MECA) 기술을 누리기 위해서는 기본이 되는 OS와 다양한 소프트웨어가 필요하다. ‘카 투 라이프(Car to Life)’의 시작은 자동차가 ‘달리는 컴퓨터’가 되는 것이다. 이미 자동차는 IT 기술이 융합돼 ‘움직이는 생활공간’으로 변모하고 있다. 다수의 완성차 기업들은 커넥티비티 환경을 안정적으로 구축하고, 방대한 데이터를 신속하게 가공해 처리할 수 있는 고도화된 소프트웨어 플랫폼을 개발하고 있다.
- 자동차 OS는 두 가지가 존재 : 인포테인먼트, 차량 전체 통합 제어 단, 우리는 커넥티드 카를 위한 자동차 OS를 명확히 정의 할 필요가 있다.
자동차 OS는 단순 인포테인먼트 즉, 차량 안에서 음악/영상/콘텐츠/네비게이션을 사용하게 도와주는 OS가 있으며 보다 상위 단계인 테슬라가 운영 중인 차량 제어나 자율주행 기능 강화를 위해 차량 부품들의 S/W를 통합하는 OS가 있다.
자동차 OS는 크게 테슬라 이전과 이후로 나눌 수 있다.
테슬라 이전에는 완성차 기업들이 빠르게 통합 OS를 개발할 필요가 없었다. 통합 OS를 개발하게 되면 기존 대형 부품사들의 S/W 권한을 뺏어 오기 때문에 부품사들의 영역을 침범한다면 기존 밸류체인이 무너지기 때문이다.
밸류체인 (value chain, 가치 사슬) 기업에서 경쟁전략을 세우기 위해, 자신의 경쟁적 지위를 파악하고 이를 향상시킬 수 있는 지점을 찾기 위해 사용하는 모형이다. 가치 사슬의 각 단계에서 가치를 높이는 활동을 어떻게 수행할 것인지 비즈니스 과정이 어떻게 개선될 수 있는지를 조사하여야 한다.
하지만, 테슬라가 전기차 시장에서 성공한 후에는 완성차 기업도 빠르게 통합 OS를 개발해야 테슬라의 경쟁력을 따라갈 수 있었다.
이러한 시장 상황으로, 시장조사업체 글로벌마켓인사이트에 따르면 글로벌 차량용 S/W 시장은 2020년 180억 달러(약 19조 8000억 원)에서 2025년 520억 달러(약 57조 2000억 원)로 성장할 전망이다.
물론 테슬라의 통합 OS가 훨씬 고도화 된 시스템이다. 인포테인먼트 측면의 OS는 몇 가지 부품의 S/W만 제어하기 위한 운영체제지만 테슬라의 통합 OS는 수백 개의 부품을 제어하는 운영체제이다. 업계의 관심은 엔지니어 중심인 현대차 등 기존 완성차 회사가 단기간에 자율주행 전기차용 통합 OS를 내놓을 수 있는지 여부다. 기계공학 위주의 자동차 회사들과 테크 기업으로 출발한 테슬라와 태생부터 다르기 때문이다. 완성차 기업들은 부품마다 수십 개의 별도 ECU를 갖고 있고 처음부터 단일 운영 체제로 시작한 테슬라를 한번에 따라잡기는 쉽지 않을 것이기 때문이다.
ECU(Electronic Control Unit, 전자제어유닛) 차량의 전자화가 광범위하게 이루어져 엔진 제어 이외에도 변속기, 자세 제어, 에어백 제어, 타이어 공기압 관리 등 개별적인 전자제어장치들을 통칭할 때 사용된다.
- 테슬라 이전 : 인포테인먼트 OS만 필요했음 자동차 인포테인먼트 OS 시장의 양대산맥은 구글의 안드로이드 오토모티브 OS와 블랙베리의 QNX이다. 2017년 구글이 출시한 안드로이드 오토모티브 OS는 아우디, 폭스바겐, 르노-닛산-미쓰비시 등 주요 OEM의 차세대 차량에 적용되면서 시장의 커다란 교란 요인이 되고 있다. 기존 자동차 인포테인먼트 OS의 터주대감 블랙베리 QNX에 직접적인 도전이 되고 있다. 안드로이드 오토모티브 OS는 등장과 함께 이미 업계 최고의 경쟁력을 갖췄다. 거대한 고객군, 개발자 기반, 수백만 개의 앱에 대한 접속이 이뤄지고 있기 때문이다.
오토모티브 OS 자동차에 직접 탑재하기 위한 OS. 볼보 산하의 브랜드 폴스타의 폴스타 2에 탑재되어 있으며, 르노·닛산·미쓰비시연합과 GM이 2021년부터 Android가 탑재된 자동차를 만들 것이라고 한다.
QNX 1982년에 개발한 유닉스 계열의 서버 운영 체제로, 현재는 GUI도 지원하고 있으며 CD 부팅판과 플로피 디스켓 버전을 내놓고 있다. 2010년에 휴대폰 제조사인 리서치 인 모션(지금의 블랙베리)이 QNX의 개발사인 QNX 소프트웨어 시스템스를 인수했다.
OEM (Original Equipment Manufacturer) 주문자의 의뢰에 따라 주문자의 상표를 부착하여 판매할 상품을 제작하는 업체를 의미한다. 대한민국에서는 Original Equipment Manufacturing이라고 쓰고 '주문자 상표 부착 생산'이라고 번역하는 경우가 많다. 짧게 위탁생산이라고 부르기도 한다.
구글은 차내 경험을 풍부하게 하는 데 중점을 둔 OS 구축에 초점을 맞추고 있다. 때문에 개발자들이 새로운 엔터테인먼트 경험을 창조하고 관련 안드로이드 자동차용 미디어 앱을 만들도록 독려했다. 한편, 오픈소스 소프트웨어 채택은 인포테인먼트 사업에서 탄력을 받고 있다. 몇몇 완성차 기업들은 그들의 IVI(In Vehicle Infotainmnet) 시스템을 위해 오픈소스 기반 오토모티브 등급 리눅스(Automotive Grade Linux, AGL)를 채택했다. 현재 AGL 컨소시엄은 오픈소스 소프트웨어 구축을 위해 협력하는 약 150개 이상의 회사를 보유하고 있다. 예를 들어 토요타는 차세대 인포테인먼트 시스템에 AGL 플랫폼을 채택하고 신차를 출시 중이다.
IVI (In-Vehicle Infotainment, 차량용 인포테인먼트) 인포테인먼트란, 정보를 의미하는 인포메이션(information)과 오락적인 요소를 말하는 엔터테인먼트(entertainment)의 합성어입니다. 차량용 인포테인먼트는 차 안에 설치된 장비들이 차량 상태와 길 안내 등 운행과 관련된 정보는 물론이고, 사용자를 위한 엔터테인먼트적인 요소를 함께 제공하는 서비스를 지칭합니다. 예를 들어, 인포테인먼트 시스템이 적용된 차량은 내비게이션을 통해 도로 정보를 안내해줄 뿐 아니라 운행 중인 지역 인근의 최근 맛집 정보를 공유하고 식당을 예약하는 등 IT 기술이 접목된 서비스 제공을 가능하게 합니다. 차량용 인포테인먼트 시스템에 필요한 반도체는 빠른 연산속도, 그래픽 성능뿐 아니라 운전자의 안전을 위해 높은 신뢰성을 요구합니다.
출처: 삼성반도체이야기
AGL (Automotive Grade Linux) 자동차 응용 프로그램에 대한 개방형 운영 체제와 프레임 워크를 구축하는 리눅스 재단이 주최하는 오픈 소스 프로젝트이다. AGL은 재규어 랜드로버, 닛산, 도요타, 덴소 코퍼레이션, 후지쯔, 하만, 엔비디아, 르네사스, 삼성, 텍사스 인스트루먼트(TI) 등 창립 멤버들과 함께 2012년에 출시되었습니다.
QNX는 시장에서 가장 널리 사용되는 자동차 OS 솔루션 중 하나로 240개 모델, 1억 2,000만 대 차량을 지원하면서 커넥티드 및 자율주행에 대한 완벽한 엔드 투 엔드 솔루션을 제공하고 있다. QNX OS는 자동차 디지털 시스템을 위한 가장 안정적이고 안전한 OS로 여겨지면서 이미 수백만 대의 자동차에 포함돼 있다. 업계에서 QNX OS를 받아들이는 이유는 높은 수준의 안전 및 보안, 허브 앤 스포크(hub-and-spoke) 아키텍처를 통해 여러 애플리케이션을 동시에 실행할 수 있다는 점이다. 그러나 자동차 산업은 자동차 기반 디지털 경험과 소비가전 기술 분야의 거물인 구글과 애플의 OS 개발 솔루션이 전통적인 OS 플레이어에게 중대한 영향을 미치고 있는 패러다임 전환 중이다.
허브 앤 스포크 (Hub & Spoke) 자전거 바퀴에서 유래되었다. 자전거 바퀴는 가운데 집중되는 허브(Hub)가 있고 바퀴까지 바퀴살(Spoke)이 방사형으로 펼쳐져 있다. 허브로부터 뻗어 나온 힘/에너지가 부채살을 통해 바퀴로 전달된다. 이와 반대로 스포크 허브 분산 패러다임은 바퀴살로부터 허브로 집중되는 구성을 제공한다. 방향성이 반대인 상황이다.
QNX의 자동차 솔루션은 오래전 인포테인먼트 부문으로 영역을 넓힌 이후 현재 텔레매틱스, 인스트루먼트 클러스터, 인포테인먼트, 디지털 콕핏, 오버 디 에어 업데이트(OTA), 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS), 게이트웨이, 보안 제조, 엔드 투 엔드 컨설팅 서비스 등 자동차 내의 모든 기술을 망라하고 있고, 클라우드에 연결하고 진단, 분석하는 영역까지 확장했다.
텔레매틱스 (telematics) 무선통신과 GPS(Global Positioning system) 기술이 결합되어 자동차에서 위치 정보, 안전 운전, 오락, 금융 서비스, 예약 및 상품 구매 등의 다양한 이동통신 서비스 제공을 의미한다.
디지털 콕핏 (Digital Cockpit, 디지털화된 자동차 조종석) 콕핏은 자동차 운전석과 조수석의 전방 영역을 뜻한다. 디지털 콕핏 개발자들은 아날로그 방식의 계기판과 오디오 등의 장치에 디지털 기술을 더해, 더욱 편리하게 연결된 삶(connected life)을 구현하고 있다. 이로써 운전자는 자동차를 편리하게 제어하고 탑승자는 다양한 맞춤형 콘텐츠를 즐길 수 있다.
ADAS (Advanced Driver Assistance Systems, 첨단 운전자 보조 시스템) 운전자의 운전에 도움을 주는 시스템이다. ADAS의 인간-기계 인터페이스(Human-Machine Interface) 또는 HMI는 운전자 운전 피로를 감소시키고, 안전한 운전을 도와준다.
게이트웨이 (gateway) 컴퓨터 네트워크에서 서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 컴퓨터나 소프트웨어를 두루 일컫는 용어, 즉 다른 네트워크로 들어가는 입구 역할을 하는 네트워크 포인트이다. 넓은 의미로는 종류가 다른 네트워크 간의 통로의 역할을 하는 장치이다. 또한 게이트웨이를 지날 때마다 트래픽(traffic)도 증가하기 때문에 속도가 느려질 수 있다. 쉽게 예를 들자면 해외여행을 들 수 있는데 해외로 나가기 위해서 꼭 통과해야하는 공항이 게이트웨이와 같은 개념이다. 게이트웨이는 서로 다른 네트워크 상의 통신 프로토콜(protocol,통신규약)을 적절히 변환해주는 역할을 한다.
엔드투엔드 (E2E) 처음부터 끝까지 모든 절차가 관리되는 것을 의미하며, 네트워크 가상화는 통신망 구현에 필요한 하드웨어 장비를 소프트웨어로 전환하는 기술을 말한다.
- 테슬라 이후 : 인포테인먼트를 넘어 차량 전반의 제어까지 ‘21년 최신의 차량에는 인포테인먼트, 텔레매틱스, 인스트루먼트 클러스터 및 센서가 통합돼 다양한 디지털 경험을 탑승자에게 제공하고 있다. 이로 인해 차량의 전자제어 장치인 ECU가 폭발적으로 증가해 개발 주기가 늘어나고 차량 아키텍처가 복잡해지면서 비용이 증가하고 있다. 실제로 많은 기능이 들어 있는 차량의 ECU는 40~50개이며 이 정도의 ECU를 컨트롤하기 위한 S/W코드의 길이는 1억 라인(줄) 이상이다. 또한, 자율주행 차량은 3억 라인 이상인 경우도 있다.
하지만, 테슬라는 각각의 부품마다 S/W가 다른 기존 완성차 기업과 다르게 S/W를 통합하여 ECU의 개수를 약 10-15개로 줄여서 효율적인 OS(이하 통합 OS)를 구축하였다. 테슬라의 진정한 기술력은 통합 OS인 것이다. 위와 같이, 자동차 OS는 차량 시스템과 아키텍처의 광범위한 변화 속에서 향상된 진단 및 차량 상태 모니터링, 간소화된 전력 시스템, 브레이크 및 스티어링 시스템의 리던던시, 향상된 사용 편의성과 HMI, 인포테인먼트 기능, 사이버 보안 모듈에 대응하고 있다.
리던던시 (Redundancy, 여유도, 용장도) 원래 여유, 과잉, 여분을 뜻하는 말로 기계공학에서는 고장난 장치를 대신할 수 있는 대리 기능을 말하거나 어떤 한계치를 벗어날 가능성에 대비하기 위하여 용량이나 성능을 보통 필요로 하는 것보다 더 감당할 수 있게끔 설계하는 것을 말한다.
HMI 자동차에서 운전자가 차량의 정보나 상태를 파악하기 위해 탑재되는 차량용 인간-기계 접속장치(Human Machine Interface)이다.
자동차의 상태를 알려주는 표지 장치 - 주차제동 표지, 타이어 압력표지(TPS), 엔진오일 경고, 냉각수 경고 등 운전 중 주행 상태를 나타내는 계기 장치 - 속도계(Speedometer), 엔진 회전속도계(Tachometer), 방향지시등, 엔진 온도표시계 등 차량용 라디오, 내비게이션(Navigation) 등의 인포테인먼트(Infotainment) 장치 Auotomotive HMI를 통한 차량 상태안내 음성지원
- 차량 전반의 제어를 통해 다양한 비즈니스 연계 가능 미래 자동차 산업은 모빌리티 서비스(MaaS, Mobility as a Service)가 주요 사업으로 전개될 것이기 때문이다. 모빌리티 서비스(이하 MaaS)는 자동차에 스마트폰처럼 통신 기능을 도입해서 카셰어링, 보험, 음식점, 소매점, 관광 및 여행, 숙박, 물류, 대중교통 (철도/지하철/버스/항공), 광고 등 다양한 비즈니스를 연계하겠다는 것이다. 자동차 내부에 데이터 커뮤니케이션 모듈(DCM)을 탑재해 자동차를 네트워크화하고 자동차와 통신플랫폼, 데이터센터, 그리고 접속 권한을 주는 API(Application Progaram Interface)을 하나의 패키지로 공급한다. 이 플랫폼으로 자동차와 연계된 다양한 서비스 영역에서 많은 기업과 협력하되 서비스와 자동차 내부를 연결하는 길목은 완성차 기업이 주도하게 된다.
데이터 커뮤니케이션 모듈(DCM) 스트리밍 전송 방식으로 데이터 통신을 실행합니다. 따라서 짧은 주기로 연속적이고 고속으로 대용량의 데이터를 전송할 수 있다.
API (Application Programming Interface, 응용 프로그램 프로그래밍 인터페이스) 응용 프로그램에서 사용할 수 있도록, 운영 체제나 프로그래밍 언어가 제공하는 기능을 제어할 수 있게 만든 인터페이스를 뜻한다. 주로 파일 제어, 창 제어, 화상 처리, 문자 제어 등을 위한 인터페이스를 제공한다.
예를 들어보면, 고객이 집을 나와 해외 출장을 갈 때, 자동차를 타고 기차역까지 간 후 비행기를 타고 해외 출장지에 도착해 현지 지하철을 타고 이동하는 모든 과정을 완성차 기업의 모빌리티 서비스 플랫폼에서 관리할 수 있는 것이다.
이러한 MaaS 전략을 구축하는데 있어 다양한 IT기업과의 제휴도 중요하지만 자동차와 연계된 다양한 서비스 영역과 자동차 내부를 연결하기 위해서는 차량의 전반적인 제어를 얼마나 효율성 있게 하는지가 중요하다.
또한, MaaS는 전기차 기반 완전 자율주행이 가능한 차량이 토대로 이루어지기 때문에 더욱더 차량 전반의 제어가 필요한 것이다.
그렇기 때문에, 테슬라를 비롯하여 많은 완성차 기업들이 효율적으로 차량 전반 제어를 하기 위해 많은 노력을 기울이고 있고 있다.
3. 자동차 기업은 중앙 집중형 아키텍처로 통합 OS 구현 필요
그것은 바로 E/E 아키텍처 구현이다. E/E 아키텍처란 Electric/Electronic Architecture로, 말 그대로 자동차의 전기와 전자에 대한 아키텍처를 뜻한다. 현재 차량에는 수많은 ECU가 탑재된다. 그동안 각각의 ECU들이 각자 HW와 SW를 가지고 통신하는 분산형 방식 (Distributed E/E Architecture) 방식이 주로 사용되었는데, 최근에는 기능별로 ECU들을 하나의 Domain으로 묶어서 DCU(Domain Control Unit)가 처리하는 도메인 방식(Domain-Centralized Architecture)로 넘어가고 있다. 테슬라는 이것을 더 뛰어넘어 중앙 집중형 방식(Vehicle Centralized E/E Architecure)을 구현하고 있다.
그 배경으로는 차량 내 전자 장치의 증가와 ADAS의 발전, 그리고 BEV(Baterry Electric Vehicle)의 등장이 있다. ECU가 증가하면서 배선과 통신이 복잡해졌고 비용이 증가했다. ECU의 수를 줄이고 네트워크를 단순화할 필요가 생겼다.
BEV (battery electric vehicle, 배터리식 전기자동차) 한국에서는 일반적으로 "전기자동차"라고 부르며, 전기 배터리와 전기 모터로 추진력을 얻는 자동차를 말한다.
그리고 기존에는 BSD(후측방 경보), AVM(어라운드 뷰) 등 센서 별로 회사가 나뉘어 따로 제작하여 납품하는 구조였다. 그러나 SCC(스마트 크루즈), AEB(자동긴급제동장치) 등 ADAS가 등장하면서 카메라와 RADAR 센서를 융합하게 되었고, 더 이상 센서 별로 나누어 개발하기 어려워졌다.
고성능 센서와 통신의 증가로 인해 대량의 데이터를 고속으로 처리할 수 있는 네트워크가 필요해졌는데, 기존의 CAN 통신은 속도가 느리고 Ethernet은 비용이 비싸다. 그리고 CAN은 신호 기반으로, 패킷 기반인 Ethernet보다 신뢰성이 높다. 그래서 CAN과 Ethernet을 적절히 섞어서 사용할 수 있는 아키텍처가 필요했다.
CAN (Controller Area Network) 차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이 마이크로 콘트롤러나 장치들이 서로 통신하기 위해 설계된 표준 통신 규격이다. CAN 통신은 메시지 기반 프로토콜이며 최근에는 차량뿐만 아니라 산업용 자동화기기나 의료용 장비에서도 종종 사용되고 있다. Controller Area Network (CAN)은 각 제어기들 간의 통신을 위해 주로 사용되는 non-host 버스 방식의 메시지 기반 네트워크 프로토콜이다.
1983년 최초로 Bosch社에 의해 개발되었고, 1986년 공식적으로 소개된 이래, 현재 생산되는 대부분의 자동차에서 사용되고 있으며, 기타 다양한 분야에서도 적용이 되고 있다.
Ethernet (이더넷) 컴퓨터 네트워크 기술의 하나로, 일반적으로 LAN, MAN 및 WAN에서 가장 많이 활용되는 기술 규격이다. '이더넷'이라는 명칭(이름)은 빛의 매질로 여겨졌던 에테르(ether)에서 유래되었다. 이더넷은 OSI 모델의 물리 계층에서 신호와 배선, 데이터 링크 계층에서 MAC(media access control) 패킷과 프로토콜의 형식을 정의한다. 이더넷 기술은 대부분 IEEE 802.3 규약으로 표준화되었다. 현재 가장 널리 사용되고 있으며, 토큰 링, FDDI 등의 다른 표준을 대부분 대체했다.
이런 이유들로 도메인 방식을 넘어 중앙 집중형 방식의 아키텍처로 전환이 이루어지고 있는 것이다.
중앙 집중형 아키텍처의 장점은 강력한 컴퓨팅 파워로 복잡한 기능 구현과 연산 처리에 훌륭한 퍼포먼스를 보여준다. 또한 OTA(Over The Air)와 클라우드 컴퓨팅 같은 IT 기술을 구현하는데 최적화된 구조다.
스마트폰은 하나의 강력한 AP와 OS가 배터리와 센서들을 관리한다. 따라서 OS를 통해 스마트폰의 상태를 확인 후 SW 업데이트를 할 수 있다.
하지만 자동차는 제어기가 분산되어 있을수록 모든 제어기에 대한 상태를 확인하면서 각각 필요한 SW만 업데이트해야 하며, 제조사/차종/옵션에 따라 다양한 조건들이 생기기 때문에 OTA에 대한 난이도가 높아진다.
자율주행 기술은 플랫폼 형태로 발전했고, 자율주행 플랫폼을 실행시킬 수 있는 강력한 컴퓨팅 파워가 필요했다. 따라서 자연스럽게 중앙 집중형 아키텍처 방식으로 개발되었다.
중앙 집중형 아키텍처의 장점은 다양하다.
첫째, 차량 전체의 ECU 개수를 줄일 수 있다. ECU 간 배선도 줄일 수 있기 때문에 경량화와 차량 공간 절약에도 용이하다.
둘째, OTA(Over The Air) 기능에도 중앙 집중형 아키텍처가 유리하다. 무선으로 소프트웨어를 문제없이 업데이트하기 위해서는 많은 ECU 간의 상호 호환성을 검증해야 한다. ECU가 줄어든다면 상호 호환성을 검증하는 경우의 수가 줄어들 것이다.
셋째, 자율주행 시 필요한 화상처리 칩이 필요 없다. 테슬라가 개발한 고성능 통합 ECU는 자율주행 시 필요한 칩을 대체할 수 있기 때문에 원가 및 제어 측면에서 타사 대비 유리하다.
테슬라는 많은 기능을 집약한 한 종류의 AI칩을 개발하면서 다양한 장점을 얻을 수 있었다.
- 중앙 집중형 아키텍처를 설계하기 위해서는 ECU 통합과 고성능 칩 필요 첫번째는, 도메인 내 ECU에 존재하는 중복된 하드웨어, 전자장치 등을 통합하고 전원, 리셋, 통신 등을 표준회로로 설계한 표준제어기(Basic Controller)와, 기능을 통합한 통합제어모듈(DCU, Domain Control Unit)로 분리하여 설계해야 한다.
왜냐하면 테슬라와 다르게 기존 완성차 부품의 ECU는 다 제각각이기 때문이다. 테슬라처럼 중앙에 아주 강력한 컴퓨터 하나가 들어가는 게 아니라, 각 기능, 즉 부품마다 독자적으로 움직이는 수백 개의 미니 컴퓨터들이 하나씩 박혀 있다는 얘기이다.
엔진 제어 따로, 에어백 제어 따로, 내비게이션·오디오 제어 따로, 공조장치 따로, 구동부문의 각 요소마다 모두 따로따로인 것이다. 수십 개의 ECU를 구동하는 OS는 완성차 기업이 원천기술을 갖고 통제하는 게 아니라, 그 부품을 납품하는 업체에서 ECU·OS도 함께 납품하기 때문이다.
두번째는, 고성능 칩 자체 개발이다.
테슬라는 현재 양산 중인 차량에 HW 3.0이라는 차량용 컴퓨터를 자체 개발하여 장착한다. 반도체 칩을 자체적으로 개발하여 원가를 대폭 낮추었다. 반도체 칩은 자율주행과 인포테인먼트 등의 기능을 통합제어하는 ECU 역할을 담당한다.
테슬라는 2019년 초 HW 3.0을 도입했는데 경쟁사보다 6년 이상이나 빠르게 도입했다. 자율주행 시스템 진화에 맞춰 차량용 전자 플랫폼을 업그레이드했다. 테슬라의 자율주행 시스템 성숙도가 기존 완성차 기업들 비해 높은 이유가 여기에 있다.
테슬라는 2014년 하반기에 1세대를 도입한 이래, 2~3년이라는 매우 짧은 주기로 개발을 추진해 왔다. 충분한 하드웨어를 차량에 탑재하고 향후 소프트웨어 수정을 통해 차량을 업데이트시키는 방식이다. 하드웨어 교체는 어렵지만 소프트웨어는 업데이트를 통해 추가 개발과 공급이 용이하기 때문이었다.
테슬라의 HW3.0은 기존 반도체 칩을 제공했던 엔비디아의 칩보다 효율성이 좋다. 저전력을 사용하면서도 연산속도는 빠르기 때문이다. 엔비디아의 페가수스는 소비전력 500W, 320TOPS의 연산속도를 제공하지만 Tesla의 HW3.0은 소비전력 72W, 144TOPS의 연산속도를 제공한다. 자율주행 레벨4 이상에 필요한 연산속도가 100TOPS인 것을 감안한다면 가장 효율적인 칩이라고 볼 수 있다.
TOPS (초당 테라 연산)
기존 완성차 기업들은 차량 제어에 필요한 고성능 반도체를 반도체 전문 기업에게 납품받고 있다. 자체 개발이 아니다 보니, 반도체 전문 기업의 중장기 라인업이나 차량 호환에 문제가 생길 수밖에 없다. 반도체 칩을 처음부터 자체 개발하여 차량과 최적화화여 효율을 극대로 높이는 전략을 추구해야 한다.
기존 완성차 기업들이 이러한 고성능 반도체 칩 자체 개발을 지체했었다. 부품 업체의 사업 영역을 침범할 수 있기 때문이다. 중앙 집중형을 적용한다면 ECU 개수가 크게 줄어든다. ECU를 대량으로 공급하여 사업 규모를 확보하고 있는 부품업체에게는 큰 문제일 것이다. 또한, 이런 부품 업체는 글로벌 대기업이기 때문에 기존 완성차 기업들의 밸류체인에서 막강한 역할을 하고 있다. 기존 완성차 기업들이 부품업체의 눈치를 볼 수밖에 없는 이유이다.
또한 테슬라는 전동 구동 시스템도 메가 서플라이어에게 모듈로 외주 제작하지 않았다. 모델3를 분해해보면 ECU 내부 기판을 포함해 많은 곳에 테슬라 로고를 확인할 수 있다. 테슬라가 철저히 개발의 주도권을 쥐고 차량 개발을 진행한다는 것을 알 수 있다. 테슬라는 이러한 자체개발을 통해 기존 서플라이어와 이해관계없이 선택과 집중을 단행할 수 있었다. 소비자가 원하는 자율주행과 커넥티트카를 빠르게 파악하고 이를 만족시킬 수 있는 차량 시스템 개발에 주력했다.
메가 서플라이어 (대형 부품공급업체)
커넥티드 카 (connected car) 보통 무선랜이 장착되어 인터넷 접속이 가능한 자동차이다. 차량 밖에서는 물론 차량 내에서도 다른 장비와 인터넷 접속을 공유할 수 있다. 커넥티드 카에는 인터넷과 무선랜 접속뿐만 아니라 자동 충돌 알림, 과속 및 안전 경보 알림 등 추가적인 혜택을 제공하는 특별한 기술이 들어가 있다.
4. 자동차 기업들의 OS 및 S/W 내재화 현황
최근 많은 완성차 기업들이 차량 OS 관련 IT 기업들과 협업 중이다. 대표적으로 벤츠, 현대차그룹, GM등이 있으며 이례적으로 폭스바겐은 차량 OS 관련 독자 개발을 진행 중이며 현대차그룹은 독자 개발 및 협업을 동시에 진행 중에 있다.
- 메르세데스-벤츠 : 차세대 컴퓨팅 플랫폼 기반 OTA 2024년 출시 메르세데스-벤츠는 엔비디아와 협력해 차세대 자동차 컴퓨팅 플랫폼을 개발할 예정이다.
엔비디아 (NVIDIA) 컴퓨터용 그래픽 처리 장치와 멀티미디어 장치를 개발, 제조하는 회사이다. 엑스박스와 플레이스테이션 3과 같은 비디오 게임기에 그래픽 카드 칩셋을 공급하였으며 2005년 12월 14일, 엔비디아는 ULI를 인수했다. 본사는 캘리포니아주의 샌타클라라에 있다.
메르세데스-벤츠와 엔비디아는 자동차의 소프트웨어를 스마트폰 운영체제 업데이트처럼 무선(OTA·over-the-air) 방식으로 업그레이드하고 자율주행 기능까지 지원할 수 있는 컴퓨팅 플랫폼을 개발할 계획이다. 차세대 컴퓨팅 플랫폼을 탑재한 자동차는 2024년 출시되는 자동차 모델부터 적용될 예정이다.
차세대 컴퓨팅 플랫폼은 엔비디아의 ’시스템 온 칩‘ 기술인 오린(Orin) 기반으로 만들어지며 자율주행 개발 플랫폼인 ’드라이브 AGX’ 스택이 탑재된다. 엔비디아는 지난 2019년 CES에서 처음으로 오린을 선보였다. 새 플랫폼은 다양한 자율주행 애플리케이션을 지원한다. 테슬라의 첨단운전자지원시스템인 ‘오토파일롯’, 캐딜락의 자율주행 기능인 ‘수퍼 크루즈’, 테슬라의 무인주차기능인 ‘스마트 서몬(Smart Summon)’과 유사한 기능이 들어갈 예정이다.
오린(Orin) 엔비디아가 자율주행차량와 로봇 개발을 위한 새로운 시스템온칩(SoC)인 ‘오린(Orin)’을 탑재한 소프트웨어정의 플랫폼인 ‘엔비디아 드라이브 AGX 오린(NVIDIA DRIVE AGX Orin)’을 공개했다. 오린 SoC는 엔비디아의 차세대 GPU 아키텍처, ARM의 허큘리스(Hercules) CPU 코어를 베이스로 초당 200조의 연산을 제공하는 새로운 딥 러닝 및 컴퓨터비전 액셀러레이터가 통합됐다. 사측 자료에 따르면 전 세대 SoC인 자비에(Xavier) 대비 7배 성능이 향상됐다. ISO26262 ASIL-D 안전 표준도 획득했다. 소프트웨어 정의형으로 구축돼 기술 레벨2부터 레벨5 차량까지 확장 가능한 아키텍처 호환 플랫폼으로 개방형 쿠다(CUDA), 텐서RT(TensorRT) API와 라이브러리를 통해 프로그래밍도 가능하다.
드라이브 AGX (NVIDIA DRIVE™ AGX) 임베디드 슈퍼컴퓨팅 플랫폼은 카메라, 레이더, 광선 레이더 센서의 데이터를 처리하여 주변 환경을 인지하고, 차의 측위를 맵에 계산하고, 계획하고, 안전한 이동 경로를 계획하고 주행할 수 있습니다. 이 AI 플랫폼은 자율 주행, 캐빈 내 기능과 운전자 모니터링뿐만 아니라 다른 안전 기능까지 지원합니다. 이 모든 것이 에너지 효율적인 소형 패키지 하나로 가능합니다.
CES (Consumer Electronics Show, 소비자 가전 전시회) 해마다 1월이 되면 네바다 라스베이거스에서 열리는, 대중에게는 공개가 되지 않는 견본시이다. 주로, 미국의 소비자 기술 협회로부터 지원을 받는다. 이 전시회에서 수많은 제품 프리뷰가 쏟아지며 새로운 제품들이 들어선다. 이 전시회는 라스베이거스 컨벤션 센터에서 열린다. CES는 컴덱스가 취소된 뒤로 주된 기술 관련 견본시 가운데 하나로 여겨지고 있다.
OTA가 지원되면 메르세데스-벤츠 고객들은 삼성전자나 애플 스마트폰 사용자들이 소프트웨어를 업그레이드하듯이 첨단운전자지원시스템 등 기능을 쉽게 업그레이드할 수 있다. 자동차 업체 가운데는 테슬라에 이어 GM이 처음으로 OTA를 도입했다.
메르세데스-벤츠 차량에 탑재되는 엔비디아의 드라이브 시스템은 운전자의 머리와 눈동자, 눈 깜빡임 등의 움직임을 추적, 운전자가 도로 주행에 집중하는지 아니면 졸고 있는지를 판단할 수 있다. 졸고 있다고 판단되면 오디오, 비디오, 햅틱 방식을 통해 운전자에게 경고를 준다. 또 엔비디아의 ‘드라이브 IX’는 자동차 주변의 환경을 모니터링한다. 자동차 하차 시 자전거를 탄 사람이 오면 이를 인식해 문의 개폐를 차단한다.
- BMW : 자율주행 플랫폼 통합 업체의 델파이 탑재 BMW 및 인텔과 모빌아이 협력파트는 최첨단 자율 주행 플랫폼을 위한 개발 파트너 및 시스템 통합 업체로서 델파이를 탑재할 계획이다. 위 기업들은 협력 모델을 공동으로 배포하여 개발된 솔루션을 광범위한 자동차 산업 및 잠재적으로 다른 산업에 제공하고 확장할 전망이다. 델파이는 이미 BMW에 프로토 타입 컴퓨팅 플랫폼을 제공했으며 인식, 센서 융합 및 고성능 자율 주행 컴퓨팅 분야에서 인텔 및 모빌아이와 협력하고 있다.
델파이 (Delphi) 윈도우즈, 리눅스, iOS, 안드로이드에서 작동하는 프로그램 제작에 이용되는 통합개발환경(IDE: Integrated Development Environment)이자 언어이다. 기본적인 문법은 파스칼 문법과 같지만 파스칼에 여러 기능들이 추가되어 현재는 델파이라는 언어로 존재한다. 원래는 볼랜드가 개발하였으나 지금은 엠바카데로사에서 소유하여 개발하고 있다.
인텔 (Intel Corporation) 반도체의 설계와 제조를 하는 미국의 다국적 기업이다. 세계에서 가장 큰 반도체 제조사로 본사는 캘리포니아주 샌타클래라에 있다. 메인보드 칩셋, 네트워크 카드, 집적 회로, 플래시 메모리, 그래픽 프로세서, 임베디드 프로세서 등의 통신과 컴퓨팅에 관련된 장치도 만든다.
모빌아이 (Mobileye) 자율주행 자동차와 첨단 운전자 보조 시스템을 개발하는 Intel의 이스라엘 자회사이다.
위 기업들은 자율주행 차량을 현실로 만들기 위해 힘을 합치고 2024 년까지 고도의 완전 자동 운전을 위한 솔루션을 시리즈 생산에 도입하기 위해 협력하고 있다. 다른 자동차 개발자 및 자동차 제조업체가 최첨단 디자인을 추구하고 차별화된 브랜드를 만들기 위해 채택할 수 있는 확장 가능한 아키텍처이다.
델파이와 같은 시스템 통합 업체는 여러 완성차 기업에 신속하게 도달하기 위한 공동 솔루션의 시장 진출 전략에 매우 중요하다. 델파이의 핵심 역할은 BMW 및 인텔과 모빌아이가 제공하는 솔루션을 완성차 기업 차량 아키텍처에 통합하는 것이다. 또한 델파이는 센서와 같은 필수 하드웨어 구성 요소는 물론 차별화를 위한 특정 사용자 지정 작업 및 응용 프로그램을 제공할 수도 있다.
- 폭스바겐 : 모든 걸 독자적으로 개발하겠다! 폭스바겐은 OS, 소프트웨어를 독자적으로 개발할 계획이다. 최근, 글로벌 자동차 기업들이 IT 기업들과 협업하는 것은 일반적이다. 그러나 상당수 자동차 제조사들의 입장은 그 이상으로 절박하다. 목표가 현재의 트렌드 추종에만 그친다면 지금과 같은 협업만으로도 충분하겠지만, 이는 미래의 독자적인 생존과 진화를 위한 근본적인 대책은 결코 아니다. 제조사 본연의 브랜드 가치와 지속 가능한 성장을 담보하기 어렵기 때문이다. 이에 맞추어 폭스바겐은 그룹의 모든 차종에 적용될 자체 운영체제와 오토모티브 데이터 클라우드, 새로운 전자 아키텍처에 대한 미래계획을 발표했다. A~Z까지 모두 다 독자적으로 개발한다는 계획이다.
자동차 소프트웨어를 폭스바겐그룹 산하 독립적인 조직으로 OS 및 연결성, 인텔리전트 바디 및 칵핏(운전석 인터페이스), 자율주행, 차량 및 에너지 성능, 서비스 플랫폼 및 모빌리티 서비스 등 5 개 핵심 영역에서 소프트웨어를 개발하게 된다. 소프트웨어를 자체 개발한다는 것은 중요한 의미가 있다. 우선 개발 단계에서부터 강력한 보안을 구현할 수 있다. 아무리 강력한 계약 조항이 있더라도 다른 기업과의 솔루션 협업은 보안에 대한 한계를 노출할 수밖에 없다.
다만, 메카닉적인 개발을 주로 해왔던 완성차 기업이 과연 IT 기업만큼의 퍼포먼스를 발휘할 수 있을지는 좀 더 지켜봐야 할 것이다.
- 토요타 : 아마존/엔비디아 함께 하는 플랫폼 구축 토요타는 아마존과 손잡고 자율주행차, 커넥티드카 등의 개발에 활용할 주행정보 플랫폼을 구축 계획이다. 토요타는 아마존닷컴의 자회사 아마존웹서비스(AWS)의 클라우드 컴퓨팅 서비스를 커넥티드 카의 정보 기반으로 활용하기 위해 AWS와 업무 제휴 중이다. 양사는 도요타가 전 세계에서 판매한 차량에서 수집한 정보를 분석, 관리하는 플랫폼을 구축할 것이다.
AWS (Amazon Web Services; 아마존 웹 서비스) 아마존닷컴의 클라우드 컴퓨팅 사업부다. 아마존 웹 서비스는 다른 웹 사이트나 클라이언트측 응용 프로그램에 대해 온라인 서비스를 제공하고 있다. 이러한 서비스의 상당수는 최종 사용자에 직접 공개되는 것이 아니고, 다른 개발자가 사용 가능한 기능을 제공하는 플랫폼을 제공하는 PaaS이다. 아마존 웹 서비스의 각종 서비스는 REST 프로토콜 및 SOAP 프로토콜을 통해 접근, 이용 및 관리가 가능하다. 비용은 실제 사용량에 따라 결정되며, 일부 서비스의 경우 미리 고정된 금액을 지불하는 형태도 있다.
토요타는 조만간 일본, 미국, 중국 등 주요 시장에서 판매할 승용차에 통신용 컴퓨터를 탑재할 계획인데, AWS의 클라우드를 활용해 모은 정보를 분석한다는 구상이다. 토요타는 이를 통해 승차 공유, 보험, 차량 관리 알림 등 다양한 영역의 서비스를 개선할 수 있을 것이다. 아마존은 도요타와의 협력을 계기로 모빌리티 부문을 강화해 나간다는 계획이다.
토요타는 엔비디아와도 자율주행 아키텍쳐 관련 협업 중이다. 이러한 협업은 토요타가 엔비디아 드라이브 AGX 자비에(NVIDIA DRIVE AGX Xavier) AI 컴퓨터를 사용하기 위해 엔비디아와 이어온 협력을 확대한 것이다. 엔비디아와 토요타는 자율주행차 개발과 훈련, 검증 작업 전반에 걸친 엔드-투-엔드 워크플로우 상에서 협력을 진행 중이다.
양사는 엔비디아의 '드라이브 컨스텔레이션(DRIVE Constellation)'을 사용해 새로운 테스트와 검증에 대한 협력을 이어나가고 있다. 이를 통해 자동차 제조사들은 모든 여건에서 수십억 마일에 달하는 주행 시뮬레이션을 진행할 수 있다.
양사는 엔비디아 GPU를 사용하는 AI 컴퓨팅 인프라, 엔비디아드라이브 컨스텔레이션(DRIVE Constellation) 플랫폼을 사용한 시뮬레이션, 드라이브 AGX 자비에 또는 드라이브 AGX 페가수스(DRIVE AGX Pegasus) 기반 차량용 AV 컴퓨터를 개발하는데 협력한다. 여러 차량 모델과 유형에 걸쳐 확장 가능한 아키텍처도 개발, 이를 통해 개발 및 생산 일정을 가속화하고 까다로운 환경에서 수십억 마일에 준하는 주행 시뮬레이션을 실시할 수 있게 할 수 있다.
엔비디아 드라이브 컨스텔레이션 (NVIDIA DRIVE Constellation™) 이번에 정식으로 출시한 자율주행 자동차 시뮬레이션 플랫폼입니다. 클라우드 기반 플랫폼에서 제공되는 이 솔루션은 일상 주행부터 드물게 발생하는 위험 상황에 이르는 다양한 주행 시나리오를 가상 시뮬레이션할 수 있으며, 실제 세계에서 달성할 수 있는 것보다 한층 뛰어난 효율성과 비용 효과, 안전을 제공합니다.
드라이브 AGX 자비에,드라이브 AGX 페가수스 인공지능 기반 자율주행차 기술을 위해 개발된 엔비디아 드라이브 자비에(NVIDIA DRIVE Xavier) 프로세서가 320개 이상의 고객사에 전달될 예정입니다. 엔비디아 CES 2018 기자간담회에서 엔비디아의 창립자 겸 CEO인 젠슨 황(Jensen Huang)은 1년 전 첫 선을 보인 자비에 프로세서의 첫 시제품이 이번 분기 내로 고객사에 제공될 것이라고 언급했습니다. 자비에는 엔비디아 드라이브(NVIDIA DRIVE) 소프트웨어 스택의 기반이 되는 프로세서로, 엔비디아의 드라이브 소프트웨어 스택은 차세대 차량의 내부에서 모든 주행 경험을 처리하도록 현재 3가지 종류의 인공지능 플랫폼으로 확대됐습니다. 90억 개 이상의 트랜지스터로 구성된 자비에는 현존하는 가장 복잡한 시스템 온 칩(SoC)으로, 4년 간 2,000명 이상의 엔비디아 엔지니어들이 개발에 심혈을 기울였으며 연구개발에만 20억 달러를 투자한 제품입니다. ... 엔비디아는 이 3개의 AI 플랫폼을 더욱 발전시켜 가장 까다로운 도전 과제를 해결할 계획인데요. 이 중에서 자비에는 엔비디아 드라이브 페가수스(NVIDIA DRIVE Pegasus) 인공지능 컴퓨팅 플랫폼의 핵심입니다. 페가수스는 자동차 번호판 크기의 차량 등급 폼팩터로 자동차 트렁크를 가득 채울 정도의 PC 성능을 내는 세계 최초의 인공지능 차량용 슈퍼컴퓨터로, 레벨 5 완전 자율주행 로보택시를 위해 개발되었습니다. 페가수스는 두 개의 자비에 SoC와 두 개의 차세대 엔비디아 GPU를 기반으로 합니다. 페가수스의 첫 시제품은 2018년 중반에 고객에게 제공될 예정으로, 초당 320조번의 연산 처리 능력을 갖출 계획입니다. 이미 완전 자율주행 로보택시의 개발을 위해 25개 이상의 기업이 엔비디아 기술을 활용하고 있고, 페가수스가 완전 자율주행 로보택시 생산을 더욱 가속화할 예정입니다.
- 현대차그룹 : 독자개발과 협력, 투트랙 전략을 구사 현대차그룹은 2022년 이후 출시하는 모든 차량에 ‘엔비디아 드라이브’(NVIDIA Drive)를 적용한 커넥티드 카 운영체제(OS)를 개발할 예정이다. 엔비디아 드라이브는 자율주행 기능을 제공하는 컴퓨터 플랫폼이다. 현대차그룹은 반도체 칩만 엔비디아에서 개발한 것을 쓰고, 소프트웨어는 자체 개발·생산하기로 했다. 현대차는 지난해인 2020년 제네시스 GV80·G80에 처음으로 엔비디아 드라이브를 적용한 커넥티드 카 운영체제를 탑재한 바 있다. 커넥티드 카는 차량에서 발생하는 데이터와 교통정보, 날씨 등 외부 데이터를 연계해 최적화 서비스를 제공한다는 개념이다.
현대차그룹의 행보는 자율주행용 반도체 시장의 판도가 본격적으로 윤곽을 드러내고 있는 현실을 잘 보여준다. 방대한 규모의 데이터 처리가 필요한 자율주행 기술의 주역은 고성능 반도체다. 2010년 차량 한 대에 반도체 300여 개가 들어간 반면 자율주행 3단계 이상의 차에는 반도체 2000여 개가 필요하다. 차량 한 대당 반도체 원가도 2018년 800달러 수준(전기차 기준)에서 빠르게 상승할 전망이다. 자동차 제조사로서는 마냥 아웃소싱에 기대기 어려운 까닭이다.
아웃소싱 (outsourcing) 기업이나 조직에서 제품의 생산, 유통, 용역 등, 업무의 일부분을 외부의 전문기관에 위탁하는 것을 말한다. 원래는 미국 기업이 제조업 분야에서 활용하기 시작했으며 경리, 인사, 신제품 개발, 영업 등 모든 분야로 확대되고 있다. 기업은 핵심사업에만 집중하고 나머지 부수적인 부문은 외주에 의존함으로써 생산성 향상을 극대화할 수 있다.
향후 엔비디아는 현대차그룹이 새로운 커넥티드 카 운영체제(ccOS) 양산을 위해 지속적으로 협업을 할 것이다. 현대·기아차가 독자적으로 개발한 ccOS는 차량과 센서 네트워크는 물론 외부에서 생성된 대량의 데이터를 통합해 운전자와 탑승자에게 보다 편리하고 안전한 경험을 제공할 예정이다.
현대차그룹은 투트랙 전략을 구사하고 있다. 자체 개발이 어려운 앱 프로세서(AP) 등 고성능 반도체는 외부에 맡기되, 비교적 개발이 쉬운 반도체는 최대한 내재화한다는 방침이다. 전원·구동·센서·전력 등 4가지 반도체는 현대오트론에서 개발하고 있다.
현대차는 2016년부터 축적된 독자 기술을 기반으로 외부 협력도 적극 추진하고 있다. 최근 IT 계열사 오토에버·엠엔소프트·오트론(반도체 부문 제외)을 현대오토에버로 흡수 합병한 것도 “소프트웨어 부분을 재편하면서 운영 체제 개발 역량을 높이기 위한 차원”이라는 해석이 나온다. 현대차는 이를 통해 2022년부터 자체 개발 OS인 ‘ccOS’를 탑재하겠다는 계획이다. 현대차가 미 테크 기업 앱티브와 20억달러씩 투자해 만든 자율주행 합작사 ‘모셔널’도 자체 운영 체제 개발의 핵심 계열사로 꼽힌다.
앱티브 (Aptiv) 글로벌 업계에서 세계 최고 수준의 자율주행 기술력을 보유한 미국의 자동차 회사이다.
모셔널 (Motional) 스마트 모빌리티 솔루션을 제공하는 전 세계 최대의 차량 제조사 중 하나인 현대자동차그룹과 업계에서 가장 혁신적인 기술 제공사 중 하나인 앱티브(Aptiv)가 합작해 설립한 회사이다. 모셔널은 전 세계에서 가장 성능 좋고 안전한 자율주행 차량의 개발과 상용화를 추진하기 위해 2020년 3월 현대차 그룹과 앱티브가 총 40억 달러 가치의 지분을 50:50으로 나눠 갖는 방식으로 설립되었다.
- GM : 마이크로소프트(MS)와 협력 GM은 마이크로소프트(이하 MS)와 협업한다. MS가 완성차 제조사 GM의 스타트업 '크루즈'에 자율주행 핵심 기술을 위한 클라우드서비스를 제공할 것이다. 크루즈가 개발하는 완전자율주행 시스템에 필요한 고성능·대용량 데이터 처리 기술과 그에 필요한 IT인프라를 MS가 지원한다는 뜻이다. 가장 높은 단계의 자율주행차량은 목적지로 가는 과정에 인간의 개입 없이 탑승자와 행인의 안전과 생명을 지키면서 각종 돌발상황에 대처해야 한다. 이를 위해 막대한 데이터를 실시간 수집하고 분석할 수 있어야 한다. 클라우드서비스는 자율주행차에 이런 데이터 처리 및 분석을 통한 지각·판단 능력을 부여하기 위한 '두뇌' 성격의 인프라다.
앞서 MS는 지난 2017년 1월 클라우드 중심의 '마이크로소프트 커넥티드 비히클 플랫폼'을 공개하며 미래차 기술 시장에 다시 뛰어들었다. 과거 윈도 운영체제(OS)를 중심으로 커넥티드카 플랫폼 솔루션을 공급하려 했던 사업이 실패한 뒤 전략을 확 바꿔 재도전에 나선 것이다. MS는 이들이 클라우드 및 제조 분야 소프트웨어·하드웨어 역량을 투입해 자율주행 기술 개발에 나설 예정이며, 특히 크루즈는 자율주행차를 위한 클라우드 컴퓨팅 기술로 MS의 '애저(Azure)'를 활용할 예정이다.
마이크로소프트 애저 (Microsoft Azure) 2010년 시작된 마이크로소프트의 클라우드 컴퓨팅 플랫폼이다. 2011년 PaaS에 이어 2013년 IaaS 서비스를 시작하였다. 아마존 웹 서비스 등과 경쟁하고 있다.
크루즈는 미국 샌프란시스코 일대에서 자율주행차 시범주행을 수년간 해왔다. 로보택시와 상업용 배송서비스 사업 가능성도 타진하고 있다. 지난 2019년 말 자율주행 차량 호출 서비스를 출시하겠다던 예고는 무산됐다. MS의 클라우드 기술과 새로 확보한 자금을 통해 자율주행 기술 개발과 사업화에 속도를 낼 것으로 보인다.
MS는 전기차 사업에 힘을 쏟고 있는 GM에도 애저 클라우드를 활용한 주요 기술을 제공한다. 전기차 기반으로 디지털 서비스 형태의 신사업을 준비하는 GM의 디지털전환도 앞당겨줄 수 있다.
MS는 앞서 완성차 제조사 포드와 손잡고 OS 중심으로 자동차 플랫폼 시장에 접근했다가 실패했다. 이후 4년 전부터 클라우드 기반의 플랫폼을 공개하면서 이 분야에 다시 도전한 상태다. 초기 르노-닛산 얼라이언스, BMW, 볼보 등 완성차 제조사들과는 보조 시스템인 차량용인포테인먼트(IVI) 관련 기술 협력 관계에 있었지만 자율주행차 영역은 아니었다. LG전자와 자율주행 소프트웨어 개발 협약을 맺었지만 이는 완성차 제조사와의 협력은 아니었다. MS와 크루즈, GM간 파트너십의 구체적인 내용은 공개되지 않았지만, 전례를 볼 때 자율주행 스타트업 크루즈와 완성차제조사 GM이 MS에게 부여한 '선순위 클라우드'라는 지위는 다년간의 클라우드 서비스 구매계약을 수반하는 경우가 많다. 이는 아마존웹서비스와 구글클라우드 등 퍼블릭클라우드 경쟁사와의 경주에서 MS에 힘을 실어줄 수 있다.
- 르노-닛산 : 웨이모 및 MS와 협업 르노-닛산은 구글 산하 자율 주행차 부문 웨이모 및 MS와 협업 중이다. 웨이모는 프랑스와 일본에 자율주행 기반 로봇 택시를 공급한 후 르노-닛산의 또 다른 유럽과 아시아 시장도 공략할 계획이다.
웨이모 LLC(Waymo LLC) 구글 슬렉스의 연구소에서 개발하는 무인 자동차 기업이다. 구글 카라는 이름으로도 알려져 있다. 스탠포드대·카네기멜론대 연구팀, 무인자동차 경주인 그랜드 챌린지 우승자들을 영입해 무인자동차 사업을 시작하였다. 구글은 "래리 페이지와 세르게이 브린은 기술을 활용해 우리가 직면한 중대한 문제를 해결하기 위해 구글을 세웠다"며 "지금 우리의 목표는 자동차 사용을 근본적으로 혁신함으로써 교통사고 예방, 시간의 자유로운 활용, 탄소배출 감축을 꾀하는 것"이라고 말했다. 이미 미국 구글 직원 12명은 매일 무인 자동차로 출퇴근한다. 집에서 고속도로까지만 직접 운전대를 잡고 실리콘밸리 고속도로에 진입하면 구글 무인 자동차를 작동시키는 소프트웨어인 ‘구글 쇼퍼(chauffeur)’가 알아서 운전한다.
자동차가 무인 자동차임을 알아보기 위해 자동차에 "자기-운전 자동차"(self-driving car)라고 쓰여 있다. 이 프로젝트는 현재 스탠포드 인공지능 연구소의 전직 이사였고 구글 스트리트 뷰의 공동제작자였던 구글의 엔지니어 세바스찬 스런이 주도하고 있다. 구글은 2009년부터 도요타의 일반 차량을 개조해 무인 주행 자동차를 개발하고 시험 주행을 해 왔다. 이 자동차는 비디오 카메라, 방향표시기, 인공지능 소프트웨어, 위성위치정보시스템(GPS), 여러가지 센서 등을 기반으로 작동된다.
MS와는 커넥티드 드라이빙을 발전시킬 차세대 기술 개발을 진행 중이다. 양사는 MS가 제공하는 인텔리전트 클라우드 서비스인 마이크로소프트 애저(Microsoft Azure)를 기반으로 차세대 커넥티드 서비스 개발을 위해 협력하고 있다. 이 새로운 서비스는 첨단 내비게이션, 차량 예측 점검 및 관리, 차량 중심 서비스, 원격 모니터링, 외부 이동성 및 OTA(Over-the-Air) 무선통신 업데이트 등을 통해 고객들의 커넥티드 카에 대한 경험을 향상시킬 것으로 기대된다.
- 혼다: 웨이모 및 GM과 협력 혼다는 자율주행 관련 웨이모와 GM과 협력하고 있다. 하지만, 다른 경쟁사 대비 적극적으로 개발하고 있지는 않은 것으로 보인다.
2018년, 혼다와 GM은 자율주행 관련 차량 제휴를 시작했다. 또한, 2020년 11월 혼다는 일본 국토에서 레벨 3 자율주행을 실시할 것이라고 발표했다.
- 포드 : 인포테인먼트 수준의 협력 2023년부터 포드와 링컨 차량들은 안드로이드를 비롯해 구글 어시스턴트, 구글 맵, 구글 플레이 등이 탑재된다. 예를 들어, 구글 어시스턴트를 사용하면 운전자는 운전을 하면서 음성만으로 필요한 작업을 쉽게 처리할 수 있다. 구글 플레이를 통해 음악, 팟캐스트 등 필요한 앱을 설치하고 이용할 수 있으며 해당 앱들은 차량에 맞게 최적화될 예정이다.
포드는 구글의 클라우드를 활용, 고객에게 차량 유지·보수, 중고차 보상 판매 등과 관련한 소식을 알려주는 데이터 기반 비즈니스 모델도 구축할 계획이다. 자동차 생산, 물류 서비스 등에도 구글 인공지능(AI) 기술을 도입해 효율성을 높인다.
양사는 지속적인 혁신을 추진하기 위해 '팁 업시프트(Team Upshift)'라는 협업 조직도 꾸린다. 이 팀은 소비자의 차량 구매 경험 혁신, 데이터 기반 비즈니스 모델 개발 등 다양한 프로젝트를 시행하게 될 것이다.
- 구글 : 웨이모를 필두로 여러 자동차 기업들과 협업 중 웨이모는 피아트 크라이슬러를 메인으로 여러 자동차 기업과 협업 중이다. 2018년 구글 웨이모는 피아트 크라이슬러사(Fiat Chrysler Automobiles)와 최대 6만 2천대 물량의 미니밴 공급 계약을 맺었다. 월스트리트저널 추정 20억달러 상당이다. 2018년 말부터 자율주행차 호출 서비스를 실시하겠다는 구글 웨이모의 계획이 점점 현실화 되고 있다.
구글 웨이모는 자율주행차 업계에서 가장 뛰어난 기술을 가진 업체로 평가받고 있다. 가장 많은 테스트를 통해서 기술을 축적했으며, 테스트 중 사고율도 낮은 편이다.
자율주행차에 대한 구글 웨이모의 전략은 아래 4가지로 정리할 수 있다.
1) 자율주행 호출 서비스(ride service) 우버나 리프트를 이용하는 것처럼 구글 웨이모를 호출하면 자율주행 차량이 고객이 있는 곳으로 이동해 고객을 태우고 목적지에 데려다주는 서비스로 2022년 말 시작 예상한다.
2) 운송용 자율주행 기술 적용 트럭 회사나 배달 서비스 업체에 자율주행 자동차 기술을 판매하는 비지니스 모델이다. 구글은 이미 일본 혼다와 협업해 자율주행 작은 트럭을 주문자 상표 부착 생산 (OEM) 방식으로 공급 추진중이다.
3) 자율주행 대중교통 시스템 버스 등 대중 교통 차량에 적용할 자율주행 시스템 개발해 이를 대중교통 서비스 회사에 판매하는 비지니스 모델이다.
4) 자율주행차 기술 라이센싱 자동차 회사들과 라이센스 계약을 맺어 자율주행 자동차 기술을 이전하는 것이다. 구글 웨이모의 전략 방향은 자동차 산업 자체에 참여하지 않고 자율주행차 서비스 또는 자동차 기업들에게 관련 기술을 제공하면서 자율주행차 관련 플랫폼 형성에 주력하는 것으로 전망한다.
- 애플 : 자동차 산업도 여전히 비밀주의 애플은 2016년부터 2018년까지 자율주행 기반 자동차의 설계/개발까지 진행하는 타이탄 프로젝트를 진행했다. 2019년 1월에 이 프로젝트는 철회 되었는데 IT산업대비 자동차 산업의 복잡성과 낮은 마진, 프로젝트 비전에 대한 전략적 불확성 때문이라고 전해진다.
다만, 프로젝트 철회 후 자율주행 시스템 개발은 계속적으로 진행 중이다. 2018년 9월에는 70대의 차량을 통해 총 80,739마일의 자율주행 시간을 기록했다.
최근에 애플이 자동차 산업에 진입한다는 이슈가 있지만 이전까지는 자동차 산업 관련 타 IT 빅테크 기업대비 크게 협업을 진행하고 있지는 않은 것으로 보인다.
- 아마존 : 토요타 및 스타트업으로 시장 진입중 앞서 설명한 대로 아마존은 토요타와 자율주행 관련 협업을 진행중이다. 또한, 아마존에서 직접 ‘죽스’라는 자율주행 서비스를 기획중이다. 죽스가 공개한 로보택시에는 운전석, 조수석이 없으며 4명의 승객이 2명씩 마주 보는 형태로 설계됐다. 로보택시는 133kWh 배터리를 탑재한 전기차로, 시중 전기차 배터리의 약 2배에 달하는 용량이다. 한번 충전으로 16시간을 주행할 수 있으며 최대 시속은 75마일(약 120㎞)이다. 스티어링 휠과 가속 페달, 브레이크 등 수동 제어장치도 없다. 차량 모서리 네 곳에 카메라와 레이더 등을 설치해 사각지대를 없앴다. 각 귀퉁이에서 270도의 시야각이 확보돼 동시에 360도 이상의 지형을 한 번에 볼 수 있다는 것이다.
죽스 (Zoox) 현재 미국 캘리포니아주 포스 시티에 본사를 두고 샌프란시스코 베이 지역 전역에 여러 영업 사무소를 두고 있는 미국 자율 주행 차량 회사이다. 2014년에 설립되어 2020년에 Amazon에 인수되었다.
아울러 이 로보택시는 양방향 주행이 가능해 좁은 공간에서도 방향 전환이 수월하다. 외신들은 양방향 주행 기능은 알파벳의 웨이모, 제너럴모터스(GM)의 크루즈, 테슬라 등 경쟁사와 구별되는 특징이라고 설명했다. 모든 좌석에 에어백 시스템이 장착돼 있으며, 차량을 원격으로 조작할 수 있다. 승객과 실시간으로 소통할 수도 있다.
죽스는 네바다주 라스베이거스와 캘리포니아주 포스터시티, 샌프란시스코에서 주행 시험을 하고 있다. 애플리케이션을 통한 호출 서비스를 통해 향후 샌프란시스코와 라스 베이거스에서 첫 상용 서비스를 시작할 계획이다.
아마존은 죽스를 통해 자율주행 차량을 통한 무인 배달에 진입할 전망이다. 아마존이 일부 화물 운송에 자율주행 트럭을 활용하고 있으며 죽스의 자율주행 차량이 향후 아마존의 물류 배송에 투입될 것으로 예상한다.
- BAT (Bai Du, Alibaba, Tencent) 바이두는 블랙베리와 자율주행차 출시를 위한 파트너십을 강화중이다. 바이두는 고화질 지도 기술을 블랙베리의 QNX 뉴트리노 실시간 운영체제(OS)에 제공한다. 블랙베리는 바이두에서 개발하는 차량에 QNX 뉴트리노 OS를 제공한다. QNX 뉴트리노는 블랙베리에서 개발한 커넥티드 차량용 OS다.
중국 최대 민영 완성차업체인 지리자동차가 인터넷 대기업 텐센트와 자율주행기술을 함께 개발한다. 지리차는 올 들어 중국 검색시장 1위 기업인 바이두, 애플 협력사인 폭스콘과 각각 전기차 사업 제휴를 발표하는 등 미래차 기술을 확보하기 위해 다양한 시도를 하고 있다. 지리차가 텐센트와 자율주행, 승차공유 서비스 등의 기능을 갖춘 스마트카를 공동 개발할 예정이다. 두 회사는 중국 정부의 ‘탄소 중립’ 목표에 부응해 자동차산업 공급사슬을 저탄소 구조로 바꾸는 연구도 할 계획이다.
지리자동차 중국의 자동차 제조 업체. 기업 거점은 중국 저장성 항저우이다. 지리자동차는 지리차, 길리자동차, 길리차라고도 불리며, 중국어 표기는 吉利汽车지리치처, 영어 표기로는 Geely. 대부분의 중국 자동차 기업이 국영이면서 외국 기업과의 합작으로 굴러가는 것과 달리, 지리는 장성(Great Wall), BYD등과 함께 자체 브랜드 중심으로 운영하는 몇 안되는 자동차 기업이며 중국 자체 브랜드로는 가장 큰 축에 든다. 지주회사인 Zhejiang Geely Holding Group 및 중간 지주 회사를 통해 볼보, 로터스, 프로톤 등을 자회사로 거느리고 있다.
텐센트 (腾讯, Tencent) 인터넷 회사이자 비디오 게임 회사이다. 10억 명이 이용하는 중국의 카카오톡 격인 위챗을 만들었으며 미국 게임회사 라이엇 게임즈와 핀란드 게임회사 슈퍼셀의 모회사로 유명하다.
중국 최대 인터넷 플랫폼 기업인 텐센트는 인공지능(AI)과 클라우드 기술을 활용한 자율주행 기술을 개발해 왔다. 중국 내에서 독자적으로 무인차 주행 시험을 하는 한편 관련 스타트업들에 대한 투자도 진행 중이다.
Ⅲ. 향후 자동차 산업에서 주도권은 누구에게?
1. 자동차 vs IT 빅테크, 각자가 원하는 것은 무엇?
구글, 애플, 아마존, MS 등과 같은 IT 빅테크 기업의 자동차 OS 시장 진입은 강력한 애플리케이션 프레임워크와 개발자 커뮤니티, 자동차 부문 데이터 활용 측면에서 완성차 기업에게 커다란 위협요소가 되고 있다. 현재 자동차는 이미 전동화(전자/전기화)가 되고 있으며 향후의 자동차는 기계적인 요소보다는 하나의 거대한 IT/컨텐츠 모빌리티 플랫폼이 될 것이다. 그렇기 때문에 IT 빅테크 기업들은 미래의 새로운 부가가치 있는 신사업을 자동차를 통해서 구상하고 있다. 아직은 자동차 시장을 잘 모르기 때문에 완성차 기업과 협업하면서 미래의 자동차 시장에서 부가가치가 높은 전기차, 자율주행, 커넥티드 모빌리티 서비스를 위한 데이터 확보와 시장 진입을 노리고 있는 것이다.
예전에는 완성차 기업 입장에서 IT 빅테크 기업을 서플라이 체인 개념에서 체계화된 구조에서 봤다면, 이제는 첨단기술, 통신 등 다른 업종과 융합되는 하나의 에코시스템으로 접근하고 있으며 실리콘밸리의 벤처가 가지는 문화, 속도를 수용할 수밖에 없게 됐다. 완성차 기업들은 단독 사업부로서 자신들의 경쟁력을 유지하기 위해 데이터를 분석하는 사업부를 갖기 시작했고 이를 이용해 차량을 통해 수집되는 환경, 기후, 자동차 상태, 운전자 선호도, 패턴 등과 같은 데이터를 활용해 돈을 버는 구조로 바뀌고 있다.
에코시스템 (Ecosystem) 자연계의 생태계처럼 관련 기업이 협력하여 공생하는 시스템. 원래 생물학 용어로, 자연환경과 생물이 서로 영향을 주고받으면서 함께 생존해 나가는 자연계의 질서를 말한다. 이것을 1993년 미국 하버드대 연구교수인 제임스 무어(Moore)가 비즈니스에 접목해 비즈니스 에코시스템이란 용어를 만들었다. 주로 IT 분야의 여러 기업이 몇몇 리더 기업을 중심으로 경쟁과 협력을 통해 공생하고 함께 발전해 나가는 모습을 지칭한 것이다. 대표적인 예가 애플사 기업전략이 에코시스템이다.
완성차 기업은 데이터 수집을 목적으로 서드파티 소프트웨어 공급자에 의존하지 않고 인하우스 OS 개발로 방향을 전환하기 시작했지만 IT 빅테크 기업의 역량을 따라가기에는 다소 시간이 필요해 보인다. 완성차 기업들은 개인화된 경험의 스마트 인포테인먼트 시스템을 원하는 고객들에 대해 잘 알고 있고, 이 같은 트렌드에 부응하기 위해 자신의 클라우드 기반 컨텐츠와 서비스를 제공함으로써 고객을 브랜드에 유치하고 유지하도록 할 것이다.
서드 파티 개발자 (3rd party developer) 일반적으로 하드웨어 생산자와 소프트웨어 개발자의 관계를 나타내는 용어로 사용된다. 하드웨어 생산자는 퍼스트 파티(first party)로, 소프트웨어 개발자는 서드 파티(third party)로 불리기도 한다. 하드웨어 생산자가 직접 소프트웨어를 개발하는 경우는 퍼스트 파티, 하드웨어 생산자인 모기업과 자사 간의 관계에서의 소프트웨어 개발자라면 보통 세컨드 파티라고 부르며 하드웨어 생산자와 직접적인 관계없이 소프트웨어를 개발하는 회사를 서드 파티라고 부른다. 또는 하드웨어 생산자인 모기업과 자사간의 관계 또는 하청관계 등 전혀 관련없는 소프트웨어 개발자를 써드 파티라고 부르고 제품의 사용자를 세컨드 파티(2nd party) 그리고 하드웨어 생산자인 모기업과 자사간의 관계 또는 하청관계등 여타의 관계하에 소프트웨어를 개발하는 업체를 퍼스트파티라고 표현하는 등 업체별 분야별로 약간씩 서로 다른 사례나 관례를 가지고 있다.
- 테슬라는 자동차 + IT 빅테크 형태의 기업이지만 판매 물량 측면에서 한계가 있음 테슬라의 중장기 생산 Capa는 2020년 74만대에서 2025년 259만대로 전망한다. 이전망치는 글로벌 기가팩토리 설립 계획을 모두 반영한 매우 긍정적인 숫자이다. 반면, 중장기 판매량은 2020년 40만 대에서 2025년 89만대로 전망한다.
Capa (capacity) 생산능력
2가지 시나리오를 적용하여 전기차 중장기 산업수요 대비 과부족 물량을 계산해보면 아래와 같다. 다소 긍정적으로 추정한 중장기 Capa로 계산 시에도 Tesla의 전기차 M/S는 26.1%밖에 되지 않는 것을 확인할 수 있다.
M/S (market share, 시장 점유율) 경쟁 시장에서 어떠한 상품의 총 판매량 가운데 한 기업의 상품이 차지하는 비율을 말한다. 곧, 특정 산업, 가령 선철 등의 제품 시장에서 취급되는 전 거래량 중에서 한 기업이 정하는 비율을 가리킨다.
① Bull : 733.5만대 과부족 (테슬라 M/S 26.1%, 2025년 기준) ② Bear : 903.7만대 과부족 (테슬라 M/S 8.9%, 2025년 기준)
- 결국, 자동차 산업에서 테슬라를 제외한 수요는 기존 자동차 기업과 IT 빅테크 기업의 협업 형태가 될 것 현재 자동차 산업에서 테슬라가 기술적으로 뛰어난 것은 맞지만 모든 자동차 산업수요를 테슬라가 가져갈 수는 없다. 그렇기 때문에 테슬라는 제외한 나머지 수요는 기존 자동차 기업과 IT 빅테크 기업이 서로 협업하여 차지할 것이다.
- 자동차 기업과 IT 빅테크 기업의 협업 형태는? IT 빅테크 기업은 지속적으로 자동차 기업과 협업을 진행할 것이다. 이에 따른 시나리오 분석을 해보고자 한다.
- 시나리오 1 : IT 빅테크 기업이 자동차 설계/개발까지 진행 첫번째 시나리오는 IT 빅테크 기업이 자동차 설계/개발까지 진행 후 자동차 기업이 제조만 하는 경우다. 스마트폰 산업의 애플-폭스콘 비즈니스 모델과 유사하게 IT 빅테크 기업이 자동차의 설계/개발/디자인/협력사 업체선정을 모두 진행하고 제조만 자동차 기업이 진행하는 것이다. 전반적인 매니징 권한을 IT 빅테크 기업이 보유 가능한 장점이 있다.
다만, 이 시나리오는 몇 가지 단점이 존재한다. IT 빅테크 기업이 자동차의 전반적인 부분의 설계/개발 역량을 확보하기에는 최소 5년의 기간 필요하다. 2003년 설립한 테슬라도 모델S의 첫 자동차가 출시될때까지 약 10년의 시간이 걸렸다. IT 빅테크 기업이 자동차 역량을 확보하는 기간에 이미 전기차 시장은 확대될 것이며 경쟁사들도 많이 생겨 성숙한 시장이 되어 진입이 쉽지 않을 것이다.
또한, IT기기 대비 자동차는 최상의 품질로 제작하기 어렵다. 현재 자동차 산업의 대표적인 프리미엄 브랜드인 벤츠, BMW 등의 기업들은 약 100년의 업력 중이다. 프리미엄 브랜드를 제고하는 IT 빅테크 기업들은 일정수준 이상의 자동차 품질을 확보하기에 많은 기간이 소요될 것으로 전망한다.
- 시나리오 2 : IT 빅테크 기업이 OS, 칩, 자율주행 시스템만 운영 두번째 시나리오는 IT 빅테크 기업이 향후 미래 부가가치가 높은 자동차 OS, 칩, 자율주행 시스템을 운영하는 경우이다. IT 빅테크 기업의 강점은 컴퓨팅 능력과, 고성능 반도체 칩 설계, 자율주행 시스템 플랫폼 개발 능력이다. 상기 분야만 IT 빅테크 기업이 관여하고 자동차 전반의 설계/개발/플랫폼 공급은 기존 자동차 기업이 제공하는 형태이다. IT 기업은 가장 빠르고 효율적으로 자동차 산업에 진입할 수 있다. IT 기업은 자동차를 직접 판매하기보다는 향후 미래 모빌리티 산업에 본인들의 생태계를 투입시키는 것이 궁극적인 목표일 것이다.
하지만, 위 시나리오의 단점이 존재한다. 빅데이터 소유권 분쟁이다. 자동차 기업과 IT 기업 간의 향후 자동차를 운행함으로써 발생하는 빅데이터의 소유권 분쟁 가능성 있다. 미래의 모빌리티 산업은 데이터가 관건이다. 운전자의 주행 습관, 주행 데이터, 자동차 안에서의 컨텐츠 사용 내역 등 자율주행 기반 모빌리티 서비스를 이루기 위해서는 빅데이터를 빠르게 축적해야 하고 양질의 데이터를 얻는게 중요하다. 자동차 기업과 IT 기업이 빅데이터 관련 함께 소유권을 가질 수도 있겠지만 중요한 데이터를 공동 소유하기에는 의견이 분분할 것이다.
2. 그래도 자동차 기업이 IT 빅테크 기업 대비 많은 영역을 주도할 것
IT 빅테크 기업들의 차별성 및 장점은 명확하다. 신생 기업들과 차별화된 자본 조달력, 브랜드 인지도, S/W 개발 역량이다. 이런 역량을 토대로 단기간에 시장에 진입한 후 기존 자동차 산업 구조에 파괴적인 변화를 일으킬 잠재력이 충분히 있다. 그럼, 지금부터 미래 자동차 산업에서 중요한 역량을 나누어 경쟁 우위를 비교 분석해 보고자 한다.
미래 자동차 산업에서 중요한 역량은 크게 5가지가 있다.
① OS(운영체제) 및 S/W 설계 ② 자동차 H/W 플랫폼 ③ 제조/생산
④ 안전 관련 시험/규제 대응 ⑤ 부품 조달 및 협력사 관리
OS(운영체제) 및 S/W 설계는 IT 빅테크 기업이 경쟁 우위이다.
자동차 전반적인 제어를 위한 OS 운영 및 S/W 통합능력은 기존 자동차 기업대비 월등하다. 미래 모빌리티 산업의 필수적인 요소는 5G/6G 무선통신으로 다양한 서비스를 자유자재로 무선 업데이트를 해주며 자율주행 기반 일 것이다. 이러한 기능과 응용 서비스 구현을 위한 S/W 및 생태계를 제공하며, 이에 요구되는 역량과 인력을 보유한 IT 빅테크 기업이 우위이다.
다만, 미래 자동차의 3가지 핵심 기술은 인식 – 판단 – 제어로 나눌 수 있는데 각각의 영역에서는 이야기가 달라진다.
첫번째, 인식은 복합적인 센서 기술로 근거리 및 원거리 물체들을 정밀하게 파악하는 것이다. 자율주행 차량은 차량에 장착된 레이더, 라이다, 카메라, GPS 및 초음파 센서 등 다양한 종류의 센서들을 통해 주변 환경을 인식한다. 인식의 영역은 H/W이기 때문에 기존 자동차 혹은 부품 기업들이 우위에 있다.
두번째, 판단은 인간 수준의 주변 환경 파악 및 운전 방법 학습으로 완성도 높은 자율주행을 구현한다. 주변 상황에 대한 정확한 인식, 그리고 이에 기반한 정확한 판단이다. 최근 자율주행 차량에 탑재되는 머신러닝 또는 딥러닝 인공지능이 특정 사물을 파악하는 원리를 스스로 학습하는 기술이다. 인공지능은 해당 차량의 주행 데이터 또는 다른 차량의 주행 데이터를 바탕으로 운전 방법을 학습할 수 있다.
세번째, 제어는 인식 및 판단 결과에 따른 자율주행 시스템의 작동이다. 자율주행 기술의 마지막 단계는 자율주행 시스템이 인식하고 판단한 대로 차량을 움직이게 만드는 것이다. 제어 영역은 다른 영역과 실시간으로 통신하면서 차속 조절, 조향, 제동, 운전자 알림 등에 대해 명령받은 대로 작동할 수 있게 돕는다.
위에서 설명한 바와 같이, 미래 자동차는 인제-판단-제어 부분이 효율적으로 맞물려야 한다. 자동차의 전장화 관련 S/W와 H/W 즉 기능적 부분을 담당하는 부품과의 호환이 매우 중요한 것이다. 아무리 뛰어난 OS 및 S/W를 보유하고 있다고 하더라도 H/W와 호환이 안되면 무용지물이다. H/W에서 인지한 정보를 S/W에서 판단하고 H/W에서 제어를 하는 것이다. S/W 기술을 10, H/W 기술을 10이라고 표현한다면 S/W와 H/W를 접목시킨다고 가정 시, 10+10은 20 이상이 될 수도 있고 그 이하일 수도 있는 것이다. S/W와 H/W의 기술을 모두 보유하고 내재화한 기업이 미래 자동차 시장을 이끌 것이다. 하지만, 현재 어느 기업도 두 가지 영역을 모두 보유한 기업은 없다. 거대 IT빅테크 기업이 자동차 제조사를 인수한다면 모를까 단기간에 그러한 기업은 나타나지 않을 것이라고 전망한다.
마지막으로 구글의 자체 제작 자율주행 차량인 ‘파이어플라이’에 대한 일화이다. ‘파이어 플라이’의 두 책임자인 크리스 엄슨과 브라이언 셀레스키는 아래와 같이 말했다.
파이어플라이 구글의 자체 제작 자율주행 테스트 차량 '파이어플라이(Firefly·반딧불)'가 역사속으로 사라진다. IT 전문 블로그 리드라이트는 2017년 8월 23일(현지시각) 구글 블로그를 인용해 파이어플라이가 은퇴한다고 보도했다. 구글은 앞으로 파이어플라이를 대신해 크라이슬러의 퍼시피카 미니밴 600대를 자율주행 기술 테스트에 도입한다. 구글이 파이어플라이 사용을 중단하고 퍼시피카 미니밴을 사용하기로 한 것은 자율주행 기술을 시중에 출시된 상용 차량으로 확대하기 위한 조치로 풀이된다. 구글의 자율주행 부문 웨이모는 블로그를 통해 "일반 대중이 일상생활에서 자율주행 차량을 사용하게 하려고 파이어플라이를 더이상 사용하지 않을 것이다"며 "대신 최신 기술을 퍼시피카 미니밴에 통합하는데 집중할 예정이다"고 말했다. 구글은 "대량 생산 차량에 집중해 더욱 많은 사람이 빠른 시간 내에 자율주행 기술을 접하도록 할 것이다"고 말했다.
‘기존의 제조 업체들이 왜 그토록 오래 걸렸는지 비로소 이해했다. 자동차를 설계하는 것은 어려운 일은 아니었다. 하지만, 어려운 부분은 자동차 업계에서 자동차의 다양한 부품을 경화(harding)한다고 표현한다는 과정이다. 디트로이트의 엔지니어링 부문 인재들이 뛰어난 솜씨를 자랑하는 부분이기도 하다. 10년이 넘는 기간 동안 15만 마일을 달리는 과정에서 시애틀의 폭우, 애리조나의 사막, 미세소타의 한파, 노스캐롤라이나의 돌풍, 멕시코만 연안의 허리케인 등 어떤 조건을 맞닥뜨리건 제 기능을 할 수 있는 부품을 만들어내는 과정이 바로 경화다. 파이어플라이를 개발하면서 살레스키와 엄슨은 존경심에 담긴 시선으로 디트로이트를 바라보기 시작했다.’
그만큼 자동차 제조는 수천 가지의 상황에서 H/W와 S/W가 서로 효율적으로 호환이 되어 부품이 제 기능을 할 수 있게 하는 것이 어려운 것이기 때문이다.
자동차 H/W 플랫폼 역량은 자동차 기업이 경쟁 우위이다.
수십년간 자동차를 제조하면서 이뤄낸 차체 및 섀시 플랫폼 설계/개발 역량은 IT 빅테크기업이 따라올 수가 없다. IT 빅테크 기업이 자동차를 제조한다면 플랫폼 개념이 아니며 단일 차체 및 섀시 개념일 것이다. 플랫폼의 효과는 막강하다. 잘 만든 플랫폼 1대는 여러 차종에 사용하여 규모의 경제 및 부품 공용화를 통한 원가 절감을 이룰 수 있다. 또한, 차종 별 품질 안정화도 가능하다. IT 빅테크 기업이 자동차 기업 수준의 플랫폼 역량을 확보하기에는 굉장히 오랜 기간이 필요할 것이다.
제조/생산 역량은 자동차 기업이 경쟁 우위이다.
모듈 단위의 부품을 조달받아 합리적인 lay-out으로 자동차를 제조/생산, 높은 양산 효율과 품질이 필요하다. 기존 내연기관에서 전기차로 변화하면서 3만 개 부품이 만개 정도로 줄어드는 것은 사실이다. 하지만, 줄어드는 2만 개는 대부분 동력기관 부품이다. 즉 엔진, 변속기와 같은 부품인 것이다. 엔진, 변속기는 대부분 자동차 기업에서 내재화 중이며 따로 생산 공장을 가지고 있다. 조립공장에서 엔진 및 변속기를 제조하지 않는다. 그러므로 조립 공장 (ex. 현대차의 울산1~5공장)의 lay-out은 기존 내연기관과 큰 차이가 없다. 즉, 전기차로 변화되더라도 내연기관 대비 부품 차이는 동력기관 부품 제외하고는 큰 차이가 없다.
또한, 자동차 제조/생산은 노동집약적인 산업이다. 스마트 팩토리를 추구하고 있지만 여전히 자동차 조립을 위해서는 많은 생산인력이 필요하다. 생산 공장을 짓는데도 50 만대 기준 약 4~5천억의 비용이 들며 준공기간도 3년 이상 필요하다.
제조/생산 관련 역량과 인프라는 자동차 기업이 우위일 수밖에 없다.
안전 관련 시험, 법규 인증 및 환경규제 대응 노하우는 자동차 기업이 경쟁우위이다. 자동차는 굉장히 위험한 존재이다. 시속 100km로 달릴 수 있는 거대하고 단단한 쇳덩어리이기 때문이다. 이렇게 위험한 자동차에서 중요한 영역으로 여겨지는 것이 안전 및 법규, 환경규제 같은 영역이다.
안전 검증을 위한 자동차 시험 평가는 수백 개로 무수히 많다. 시장에서 소비자들이 사용하는 내구수명 또는 주행거리 동안 기능, 안전, 관련법규 측면에서 부품, 시스템, 차량시험을 수행하고 예측되는 문제점에 대해 원인분석, 해결책제시, 재확인 활동을 하는 것이다. 또한, 대륙별/국가별 법규 사항이 전부 다르다. 그에 맞춰서 법규 인증을 해야 하고 시험 평가도 해야 한다. 굉장히 높은 수준의 노하우가 필요한 영역이다.
전기차 산업을 이끌고 있는 테슬라도 첨단 기술적인 우위는 있지만 여전히 안전, 법규, 리콜 관련 영역에서 기존 자동차 기업대비 완성도가 떨어진다.
부품 조달 및 협력사 관리 역량 역시 자동차 기업이 경쟁우위이다.
스마트폰은 약 700~1,000개 정도의 부품으로 구성되어 있지만 자동차의 경우 내연기관이 3만 개, 전기차는 만개 정도의 부품으로 구성된다. 그만큼 자동차 산업은 부품의 조달 및 협력사 관리 역량이 매우 중요하다.
자동차 기업의 공장은 하나의 조립 공장이다. 부품을 조립하는 순서대로 서열이 나뉘어 lay-out이 구성되어 있다. JIT(Just in time)라고 하는 적시에 모듈부품을 조달받아야 효율적으로 자동차를 조립할 수 있다.
수만 개의 부품으로 구성된 자동차는 모든 부품을 자동차 기업이 제조할 수 없다. 그렇기 때문에 해당 부품의 설계는 자동차 기업이 진행하고 개발은 자동차 기업과 부품 협력사가 협업, 제조는 협력사가 담당하는 것이다. 협력사의 역할이 매우 중요하고 수천 개의 협력사를 매니징하는 관리 역량은 자동차 기업에게 필수적이다.
이러한 역량은 수십 년간 협력사와 함께 키워온 거기 때문에 IT 빅테크 기업들이 단기간에 보유하기는 어렵다고 전망한다.
- 자동차 기업은 IT 빅테크 기업의 전략을 파악하여 협업 필요 향후 자동차 기업과 IT 빅테크 기업이 미래 자동차(모빌리티) 플랫폼 제공자로 거듭나기 위해 협력과 경쟁이 반복될 것이다. IT 빅테크 기업은 S/W 역량을 토대로 자동차 기업과 협력할 것이나, S/W 플랫폼 지배력을 높인 이후에는 H/W 플랫폼을 제공하는 자동차 기업에 대한 통제를 강화하고자 할 것이다. 자동차 기업은 IT 빅테크 기업과 협력하여 S/W 역량 내재화를 추구할 것이며, H/W 개발･설계역량 강화로 장차 H/W 플랫폼 제공자의 역할을 겸하고자 할 것이다.
가장 중요한 것은 자동차 기업이 IT 빅테크 기업과 협업을 할 때 IT 빅테크 기업의 전략을 예의주시 해야 한다는 점이다.
자율주행 칩 관련 양대산맥인 모빌아이와 엔비디아를 비교해 보자. 많은 자동차 기업들이 모빌아이 혹은 엔비디아와 협업 관계 중이다. 모빌아이의 EyeQ 칩이 자율주행 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션이 통합된 완제품이라면, 엔비디아의 자비에는 GPU 하드웨어를 제공하고 소프트웨어는 고객사들이 알아서 알맞게 개발하도록 돕는 개발키트를 제공하는 개념이다. 엔비디아가 강조하는 철학은, 엔비디아는 하드웨어 제공업체라는 점이다. 자율주행 및 인공지능에 있어 핵심 기반이 되는 GPU를 고객사에 공급하고, 고객사들이 이를 더 잘 활용할 수 있게 개발 키트 또는 어느 정도 필요한 소프트웨어만을 개발하여 오픈 소스로 제공한다. 이렇게 해서 더 많은 참여자들을 끌어들이고, 이들이 엔비디아의 플랫폼에 맞춰 더 많은 애플리케이션을 생성해 계속해서 생태계를 키워나가는 선순환 구조가 바로 엔비디아의 목적이다.
이와 관련하여 자동차 기업이 모빌아이와 협업한다면 빠르게 자율주행 시장에 침투할 수 있겠지만 향후에는 모빌아이에 종속되게 된다. 엔비디아와 협업한다면 자동차 기업이 S/W를 개발해야 하기 때문에 자율주행 개발은 더디지만 종속될 위험은 덜하다. 이것은 향후 더 큰 IT 빅테크 기업인 구글 혹은 애플과 협업 시에도 동일하게 적용된다. 구글의 안드로이드는 개방형 OS인데 반해 애플의 iOS는 폐쇄형이기 때문이다.
- 미래 자동차 관련 적극적으로 투자하고 표준화한 기업이 승자 시장에서 아직 고려하고 있지 않지만 전기차 및 자율주행 기반 미래 자동차 산업에서 가장 중요한 것은 각 시스템과 관련한 표준화다. 포맷이나 튜닝 등 다양한 표준화를 활용하고 있지만 전기차 기반 자율주행차를 완성하기 위해서는 산업에 필요한 특정한 표준이 필요하다.
특히 표준화가 중요한 부분이 안전성이다. 전기차 및 자율주행 기반 미래 자동차가 상용화되려면 안전하다는 증명이 반드시 필요하다. 안전하다는 것을 효율적으로 증명하려면 현재 많은 기업들이 중구난방으로 개발하고 있는 시스템을 표준화하는 것이 중요하다. 이것은 자동차 기업 모두가 함께 이뤄야 한다. 특정 표준화 백서를 바탕으로 다른 기업들이 기술 리포트를 만들 수 있도록 이런 가이드 및 표준을 만들어야 한다. 전기차 및 자율주행 시스템은 스마트폰처럼 소수의 플랫폼처럼 정리될 것이며, 이는 표준을 바탕으로 이뤄질 것이다. 표준 전략이 있어야만 시장이 형성되며 성공적인 미래 자동차 구현을 위한 시스템 통합이 가능할 것으로 전망한다.
표준이라는 것은 결국 일정 수준의 모수가 있어야 가능하다. 그러기 위해서는 미래 자동차 시장을 위한 적극적인 투자 및 협업/내재화의 투트랙 전략이 필요하다. 또한, 전기차 관련 M/S가 높은 기업들이 향후 표준화에 유리할 것이다. 현재 전기차 시장은 테슬라가 이끌고 있지만 테슬라는 대규모의 판매량을 목적으로 하는 Mass 브랜드가 아니다. 표준화는 결국 Mass 브랜드에서 일어날 것이다. 현재 Mass 브랜드에서 전기차를 적극적으로 진행하고 있는 기업은 현대차그룹과 폭스바겐이 있다.
3. 현대차 그룹은 자동차 ‘백년전쟁’에서 주도권을 쥘 수 있을까?
- 투트랙 전략(협업/내재화)으로 미래 자동차 산업 주도권을 가져갈 의도 현대차 그룹은 앱티브 및 오로라(자율주행 솔루션), 바이두(인공지능). 얀덱스(로보택시), 엔비디아(인공지능 플랫폼), 옵시스(고성능 라이다)등의 자율주행 기업과 협력 중이다. 기존 사업을 통해 축적해놓은 자본으로 이러한 업체들로부터 주로 소프트웨어 기술을 취득하고 있다. 이러한 기술들을 받아 센서 및 컴퓨팅 패키지와 같은 하드웨어에 알맞게 탑재하는데 주력하고 있다. 따라서 종속 위험을 피해 엔비디아와의 협력으로 개발한 메인 칩 하드웨어가 필요한 연산을 담당하고, 소프트웨어는 지분 투자한 회사들을 통해 개발하여 자율주행에 있어 주도권을 쥐겠다는 의도이다.
또한, 현대차그룹은 투트랙 전략을 구사하고 있다. 자체 개발이 어려운 앱 프로세서(AP) 등 고성능 반도체는 외부에 맡기되, 비교적 개발이 쉬운 반도체는 최대한 내재화한다는 방침이다. 전원·구동·센서·전력 등 4가지 반도체는 현대오트론에서 개발하고 있다.
- 전기차 관련 전용 플랫폼, 디자인 측면에서 경쟁력 보유 현대차그룹은 폭스바겐과 더불어 자동차 기업 중에서 가장 적극적으로 전기차 시장에 진입하고 있다. 아래 표에서 각 자동차 기업들을 Mass / Premium 브랜드로 나누어 친환경차 전환 정도를 간략히 정리하였다. BEV 개발에 주로 치중하면서 전용 플랫폼까지 개발하는 기업(현대차, 폭스바겐)이 있는 반면 PHEV가 BEV로 변화하는 과정에서 범퍼 역할을 한다고 판단하여 PHEV를 주로 개발하는 기업(BMW,벤츠)들도 있다.
PHEV (plug-in hybrid electric vehicle, 플러그인 하이브리드 전기차) 외부 전력에 연결함으로써, 또 온보드 엔진과 발전기를 통해서 배터리의 재충전이 가능한 하이브리드 차량이다. 대부분의 PHEV들은 승용차이지만 PHEV 버전의 상용차와 밴(van), 다용도 트럭, 버스, 기차, 오토바이, 스쿠터, 군용 차량도 있다. 모든 전기자동차와 비슷하게, 플러그인 하이브리드는 차량 흡입관의 방출을 전기 그리드에 전기를 공급하는 발전기로 대체한다. 이 발전기들은 재생 가능하거나 내연기관에 비해 방출량이 더 적은 편이다. 그리드에서 배터리를 충전하면 온보드 엔진을 사용하는 경우보다 비용이 더 적게 들기 때문에 운용 비용을 줄이는 데 도움을 줄 수 있다.
1) 전기차 전용 플랫폼 E-GMP 보유 최근 전기차 시장이 확대되면서 전용 전기차 플랫폼의 중요성이 대두되고 있다. 그러다 보니 이곳저곳 자동차 플랫폼이라는 용어를 남발하고 있는 상황이다.
자동차의 ‘플랫폼’은 다른 말로는 ‘차대’ 혹은 ‘언더바디(underbody)’라 부른다. 플랫폼이라는 용어는 ‘아키텍쳐(Architecture)’, ‘프로어(Floor)’등 다양한 용어로 사용되고 있으나 부품 공용화가 60%가 넘으면 같은 플랫폼으로 본다. 부품공용화를 위해서 1개의 플랫폼으로 주로 2~3개의 차량 세그먼트까지만 적용할 수 있다.
플랫폼은 자동차 차체의 바닥 부분에 엔진을 비롯한 변속기, 서스펜션, 구동계, 스티어링을 장착되어있는 자동차의 기초가 되는 부분을 이야기한다. 자동차의 기본 성능을 결정하고, 부품공용화로 인한 원가절감으로 차량 수익성을 증대할 수 있는 키포인트가 된다.
Tesla는 아직 차량의 라인업이 많지 않으므로 부품공용화를 할 필요가 없기 때문에 플랫폼의 개념이 없다. 하지만 기존 완성차 기업들은 원가 구조상 불리한 전기차의 수익성을 개선시키고 배터리 탑재량과 탑재 위치 개선을 통해 차량 성능이 향상될 수 있도록 전용 전기차 플랫폼을 개발하고 있다.
다만 완성차 기업별로 전용 전기차 플랫폼의 고도화 정도는 차이가 있다.
폭스바겐과 현대차그룹는 가장 완성도 있는 전용 전기차 플랫폼을 개발 중이다. GM, 토요타, 르노-닛산, FCA-PSA 등 기업들은 배터리 시스템만 공용화하거나 내연기관에서 배터리만 하부에 장착한 플랫폼으로 완성적인 전용 전기차 플랫폼은 아닌 것으로 판단한다. 별도의 완전한 플랫폼을 개발하기 위해서는 막대한 개발비가 발생하기 때문에 폭스바겐 및 현대기아차 외 기업들은 개발비를 절감하기 위한 전략으로 판단한다.
전기차 전용 플랫폼은 단어 그대로 전기차 제조만을 위해 만든 플랫폼이다. 기존의 전기차는 내연기관과 자동차의 플랫폼을 활용해 전기차로 개발한 차종이 대부분이다. 기존 내연기관 플랫폼을 활용하기 때문에 일반적으로 엔진룸 위치에 전기모터, 인버터 등 구동에 필요한 파워트레인을 탑재한다. 때문에 전반적인 실내 구성과 적재 공간은 내연기관 모델과 동일하다.
전기차 전용 플랫폼은 전기차 통합 제어 시스템을 구축하고 있다. 구동 모터 및 배터리, 인버터, 컨버터 등으로 구성되는 파워트레인을 한 번에 구현하고 관리하는 통합 시스템인 것이다. 상기 부품들을 하나의 유닛으로 통합해 모듈화 됨으로써 부품이 차지하는 공간을 줄일 수 있고, 제품에 맞춰 다양한 모양을 구현해 최적화할 수 있다. 요약하면 전기차만을 위한 플랫폼을 만들어 성능, 디자인, 공간 모든 면에서 최적화를 시키기는 것이다. 전기차 전용 플랫폼의 구성요소로는 1) 통합전력제어 장치(EPCU) 2) 감속기 3) 온보드 차저 4) 배터리 5) 구동모터 5 가지로 구분할 수 있다.
EPCU (Electric Power Control Unit) 모터의 제어와 함께 차량의 전반적인 움직임을 제어 컨트롤하는 장치로써 전기차에서 매우 중요한 부품 중 하나이다. 이것은 기존 내연기관 차량의 ECU(Electronic Control Unit), TCU(Transmission Control Unit)들과 비슷한 기능들을 한다.
온보드 차저 (OBC; On Board Charger) 전기자동차를 완속 충전하거나 휴대용 충전기로 가정용 플러그에 꽂아서 충전할 경우, 차량에 입력된 교류 전원(AC)을 직류 전원(DC)으로 변환하는 장치이다. 교류를 직류로 전환한다는 점에서 인버터(inverter)와 비슷해 보이지만, 온보드차저는 충전을 위한 장치이며 인버터는 차량 가속과 감속과 관련된 장치라는 점에서 그 역할이 다르다.
전용 전기차와 내연기관 기반 전기차의 차이는 크게 1) 원가절감 2) 전기차 상품성 3) 차량의 최적화가 있다.
첫째, 플랫폼의 타 차종 수평전개로 원가절감이 가능하다. 전기차 전용 플랫폼을 사용함으로써 여러 차종에 공용화된 부품을 탑재하여 규모의 경제 효과로 원가절감이 가능하다. 플랫폼의 원가절감 효과는 완성차 기업마다 차이가 있지만 일반적으로 60% 이상 부품이 공용화될 시 플랫폼이라고 정의하기 때문에 플랫폼을 통한 원가절감 효과는 3~5%로 추정할 수 있다. 완성차 기업과 같이 원가 비율이 82~85%가 되는 제조업에서는 3~5%의 원가절감 효과는 상당히 크다고 판단할 수 있다.
둘째, 전기차 상품성을 향상할 수 있다. 전기차의 경우 불가피하게 많은 비중을 차지하는 무거운 부품이 하나 있는데, 바로 배터리 팩이다. 기존 내연기관 자동차를 토대로 설계하면 그 배터리 팩을 집어넣을 적당한 장소가 없다. 그래서 많은 디자이너가 궁여지책으로 배터리 팩을 자동차 뒤쪽에 넣는 바람에 트렁크 공간의 상당 부분이 사라졌다. 하지만, 전용 전기차는 배터리 팩을 바닥에 수평으로 실을 수 있기 때문에 보다 많은 배터리를 안정적으로 장착할 수 있다. 향후 출시될 현대차의 아이오닉 5의 전비가 6km/kWh 수준으로 기존 코나 EV의 전비 수준보다 향상될 수 있었다. 또한, 배터리 시스템을 효율적으로 관리하여 동력성능 및 주행질감을 높일 수 있다.
셋째, 차량의 공간 최적화를 통한 여유공간 확보이다. 전기차 모터는 비슷한 파워를 가진 가솔린 엔진보다 크기가 훨씬 작아 구동 바퀴들 사이에 들어갈 수가 있다. 또한, 전기차는 흔히 말하는 변속기가 필요 없어서 후륜 구동 가솔린 엔진 자동차에서 워낙 많은 공간을 차지하는 중앙 터널 또한 필요 없다. 그뿐 아니라 배기장치, 열차폐 장치 또는 촉매 컨버터도 필요 없다. 그런데 가솔린 엔진 자동차의 차체는 그 모든 부품이 들어갈 공간을 염두에 두고 디자인되기 때문에 그런 자동차를 전기차로 개조할 경우 많은 공간이 쓸모없이 낭비되기 쉽다. 오버행을 극단적으로 줄일 수 있어 전장 대비 휠베이스 길이를 극대화할 수 있다. 대표적으로 현대차의 전기차 전용 플랫폼 EGMP를 처음 적용하는 아이오닉 5를 예로 들 수 있다. 아이오닉 5는 전장 4,635mm의 준중형 CUV 모델이지만, 휠베이스 길이는 대형 SUV 펠리세이드보다 10m가 긴 3,000mm에 육박한 것으로 알려져 있다. 아이오닉 5의 차체 크기는 준중형 사이즈지만, 긴 휠베이스 덕분에 여유로운 실내공간을 제공할 것으로 예상한다. 이처럼 전기차 전용 플랫폼을 적용할 경우 기존 내연기관 기반 전기차보다 수익성이 높아지며 전기차 상품성이 좋아져 판매량 확보에도 큰 도움이 될 것으로 전망한다.
오버행 (Overhang) 일반적으로 전륜 차축의 중신선에서 차량의 최전방 부, 후륜 차축의 중심선에서 마지막 부분까지의 거리를 의미한다.
2) E-GMP기반 현대차 아이오닉 5 현대차의 전용 전기차 플랫폼 E-GMP 기반의 양산 전기차 아이오닉 5 가 Tesla 가독주중인 시장 공백을 해소하기 위하여 ‘21 년 3 월에 양산될 예정이다. 배터리 바닥 배치 형태의 전용 플랫폼에 기반한 만큼 아이오닉 5 모델은 기존 내연기관이 가지고 있지 않던 상품성 및 전기차가 추구하는 넓은 실내 공간과 적재 공간을 확보할 수 있을 것으로 전망한다. ‘21 년 기준 연 7 만대 판매 예상으로 테슬라 제외한 완성차 기업의 전기차 중 가장 경쟁력 높을 것으로 예상한다.
기존 차량의 플랫폼에 배터리와 모터를 얹었던 전기차와는 완전히 다른 공간 구성 및 상품성을 보여줄 수 있는지가 아이오닉 5의 중요한 관전 포인트가 될 것이다.
① 기존 내연기관 기반 전기차 대비 넓은 실내공간 전장은 4,635mm로 싼타페와 투싼의 중간 정도의 차체이다. 휠베이스는 무려 3,000mm로 팰리세이드(휠베이스 2,900mm)보다 무려 100mm 나 더 길어 굉장히 넓은 실내공간을 자랑한다. 차량의 사무실 사용, 캠핑. 차박, 이케아 쇼핑, 이사 등 모든 상황에서 비교 가능한 전기차와 내연차가 존재하지 않을 구성이다. 일반인을 위한 가장 완벽한 전기차는 밑판만 있는 컨테이너 모양의 거주 공간임을 상정할 때, 차량의 디자인을 해치지 않는 범위 내에서 최대한 이러한 이상에 지향한 것임을 알 수 있다.
차박 차에서 숙박하는 것을 일컫는다. 단어의 뜻을 그대로 적용한다면 캠핑카 혹은 트레일러를 사용하여 제대로 자는 것도 차박의 일종이라고 할 수 있으나, 그런 경우는 대체로 오토캠핑이라는 용어를 사용하는 편이다. 차박이라는 용어를 사용할 경우는 일반적인 캠핑과 달리 설치형 텐트를 사용하지 않고 불 피우기, 낚시, 요리 등의 외부활동과는 무관하게 그저 차 안에서 하룻밤 자는 것을 말하는 경우가 대다수이다. 물론 보온이나 모기 등의 이유로 차 안에 거치하는 형태의 텐트를 사용하는 경우도 있다.
공회전이 없고 거대한 ESS 가 달려 있는 특성상 공조와 IT, 엔터테인먼트가 완비된 움직일 수 있는 생활공간임을 자동차 메이커가 잘 이해한 것이다.
② 수준급의 동력 성능과 제네시스 차량급 자율주행 기능 탑재 전후륜에 듀얼 모터 및 륜 구동 예정이며, 가속 성능도 기존 코나 EV 대비 개선되어 상위 트림에서는 100km/h 발진 가속이 6 초 또는 그 이하에 가능할 전망이다. 폭스바겐의 ID.3 의 발진가속이 약 7.3 초인 것 대비 상당히 수준급의 동력성능이라고 판단한다.
레벨 3 수준의 제네시스 HDA 2.0 수준의 고속도로 차선 변경 자율주행 기술 등이 탑재될 가능성이 높아, 전체적인 전기차로서의 상품성은 테슬라를 제외한 다른 기존 브랜드보다 한 세대 진보할 예정이다. 프리미엄 브랜드에서 기존 출시한 벤츠의 EQC 및 아우디의 e-tron, 또한 Mass 브랜드인 폭스바겐의 ID.3 대비 한 단계 진보한 자율주행 기능이 탑재되는 것이다.
③ 획기적인 충전 속도 및 주행거리 충전 속도 또한 획기적으로 줄였다. 73 kWh의 배터리가 탑재되는 향속형 모델 기준 20 분 충전으로 80%를 충전할 수 있으며, 이는 코나 EV 대비 44km, 아이오닉 EV 대비 179km 긴 수치이다. 아이오닉 5에 800kW 배터리 시스템이 장착되어 초급속 충전이 가능하게 되었다.
뿐만 아니라 전용 플랫폼 설계로 중량 저감과 브레이크 작동 로직 향상, 현가 중량 저감 등에 따른 극단적 효율성 확보도 가능하였다. 3 km/kWh 전후의 타사 파생형 SUV 차량들에 비하여 매우 높은 6 km/kWh 수준의 전비를 달성하였다. 6 km/kWh의 전비로 50 kW의 통상적 급속충전을 먹이면 10 분에 50 km 주행거리 확보가 가능하며, 심지어 800 kW급 초급속 충전이 가능해서 초장거리 운행의 스트레스가 적을 것으로 예상한다.
④ 빌트인 전동 킥보드 및 다양한 활동을 위한 220v 콘센트 탑재 전동킥보드가 아이오닉 5에 빌트인 방식의 옵션으로 적용될 예정이다. 7.7kg의 가벼운 무게에 10.5Ah 리튬이온 배터리를 사용해 1 회 충전으로 약 20km의 거리를 주행할 수 있다. 이 전동킥보드는 현대차의 초소형 라스트마일 모빌리티로, 아이오닉 5 의 트렁크 공간에 따로 수납을 하면서 충전이 가능한 공간을 옵션으로 제공한다는 것이다. 현대차의 입장에서는 전기차 브랜드인 '아이오닉(IONIQ)' 을 선보이며, 처음으로 내놓는 모델이 아이오닉 5 가 되는 만큼, 현대차의 미래 모빌리티 역량을 총동원하는 것이며, 날로 커져가는 라스트마일 모빌리티 시장에 대응하기 위한 아이템이다. 무엇보다, 이것은 휴대성이 뛰어난 접이식으로 차량과 일체형으로 개발된 모델인 만큼, 라스트마일 모빌리티에 한 발짝 더 다가간 것으로 볼 수 있다.
빌트인 (built-in) 건물이나 공간에 필요한 각종 기기나 가구, 수납공간 등을 건물에 내장하는 공법. 시스템키친의 캐비닛에 들어가 있는 식기 건조기나 전자레인지 등이 대표적이다.
라스트마일 모빌리티 현대 라스트마일 모빌리티의 목표는 고객의 라이프스타일에 자연스럽게 녹아드는 것입니다. 개인용 전동스쿠터는 현대자동차의 트렁크에 깔끔하게 수납할 수 있고 차량을 통해 무선으로 충전할 수 있어 주차, 조립, 주행이 가능합니다.
현대자동차 그룹의 최신 전동스쿠터는 10.5Ah의 리튬 배터리를 사용해 최대 시속 20km로 이동할 수 있고, 한 번의 충전으로 약 20km까지 주행할 수 있습니다. 총중량이 약 7.7kg이어서 휴대하기 편리하며, 독특하고 간결한 3중 폴딩 디자인으로 유사 제품들에 비해 더욱 가볍고 콤팩트 합니다. 배터리의 상태와 속도를 표시하는 디지털 디스플레이로 사용성을 더욱 높였으며, 야간 주행을 위해 스타일리시한 곡선형 전방 LED 헤드램프와 후방 테일 램프를 갖추었습니다.
출처: 현대자동차
아이오닉 5의 2 열에는 가정에서 쓰는 220v 콘센트도 기본 장착될 것으로 예상한다. 전기차의 특성을 살린 평평한 바닥에 긴 휠베이스와 220 볼트 콘센트까지 기존의 중형 차급에서는 기대하기 힘들었던 넓은 공간감과 더불어서 아이오닉 5는 ‘차박’하기 적합한 차량이 될 것이다. 현대차에 따르면 탑승자의 보다 자유로운 활동성을 위해 실내 공간도 극대화하며 ‘이동 수단’을 넘어 다양한 활동을 할 수 있는 ‘생활공간’으로 확장시키는 개념이라고 밝혔다.
⑤ 사이드 미러 카메라 및 무빙 콘솔 기존 사이드 미러 대신 카메라와 디스플레이를 탑재하였다. 최근 출시한 아우디 etron 이 사이드 미러를 아예 없애고 디스플레이를 제공했는데 이와 유사하게 아이오닉 5 에서는 사이드 미러 형태의 카메라가 설치되었다. 향후 자동차의 전장화는 필연적이며 디지털화는 점점 가속화될 것이다. 이러한 일환으로 물리적인 정보는 줄이고 디지털화된 정보를 제공한다는 측면에서 미래 자동차 시장을 준비한다는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 내연 기관차에 있던 실내 터널부를 없애 바닥을 평평하게 디자인하면서 중앙에는 앞뒤로 움직이는 콘솔 '유니버셜 아일랜드'를 배치하여 탑승자들이 실내공간에서 다양한 활동을 할 수 있도록 개발하였다.
3) 디자인 및 실내공간 확보에서도 뛰어난 경쟁력 보유
① 전기차로 갈수록 더욱더 중요해지는 디자인
전기차는 내연기관 대비 엔진의 성능 차이가 완성차 기업별로 많이 발생하지 않을 전망이다. 기존 완성차 기업들은 내연기관 연료 종류에 따라 엔진 종류도 많았고 기술 격차도 현저하였다. 디젤, 가솔린별로 엔진이 있을 뿐만 아니라 엔진 배기량별로 종류도 많았다. 최근에는 다운사이즈 엔진이라 하여 터보엔진 기술이 각광을 받았다. 이렇듯이 각 완성차 기업들은 각자 엔진 제조기술을 뽐내며 프리미엄을 더 받을 수 있던 구조였다.
하지만, 전기차로 진행될수록 전기차의 동력성능은 대부분 모터가 좌우하기 때문에 엔진 기술 격차가 현격히 적어질 것이다. 모터는 엔진만큼 종류가 다양하지 않을뿐더러 이미 성숙한 제품 기술로 완성차 기업별 기술 차이가 크지 않기 때문이다. 그렇기 때문에 더욱더 소비자들을 이끌 수 있는 전기차의 키포인트 중 하나는 차량의 디자인이 될 것이다. 기존에 디자인적으로 각광받고 능력 있는 완성차 기업들의 전기차 판매량이 증대할 것으로 전망한다. 대표적으로는 BMW, 현대차그룹, 푸조, 마즈다 등의 기업이 있다.
② 향후 전기차의 특징적 USP는 실내 공간 현재 전기차 시장은 테슬라의 전기차 상품성과 자율주행 기술로 판매량을 확대하는 국면이지만 향후 전기차는 모빌리티 시장의 기본이 되는 차량이 될 것이다. 모빌리티 시장은 전기차 상품성, 자율주행 기술, 커넥티비티, 카헤일링 서비스 등의 기술이 한데 모여 시장이 형성될 것이다.
커넥티비티 (Connectivity) 서로 다른 기종을 연결하여 화환성을 향상시키는 시스템을 말한다. 예를 들어 스마트폰이나 외부차량, 교통 인프라, 스마트홈과 같은 다양한 기기와 연결이 가능한 자동차.
카헤일링 (Car Hailing) 최근 주목받고 있는 차량 공유의 한 종류로 넓은 의미에서 차량 호출 서비스를 통칭한다. 이동을 희망하는 고객과 차량을 보유한 사업자를 직접 연결해주는 서비스로, 미국에서 시작된 '우버'가 대표적이다.
그 안에서 전기차의 역할은 전용 전기차 플랫폼을 사용하여 배터리를 차량 하부에 집중시켜 실내 공간을 극대화 후, 소비자에게 보다 차별화된 실내 공간 관련 사용자 경험을 해주게 하는 데 있다. 그러기 위해서는 전기차의 실내 공간 확보와 새로운 USP, 디자인적인 요소가 필수적이다.
대표적으로 최근 현대차와 LG전자가 협력하여 미래형 커넥티드카에 의류관리기를 설치하여 새로운 USP를 선보인 적이 있다. 현대차와 LG전자는 차량 천장에 대형 OLED 디스플레이를 장착하고, 내부 곳곳에 신개념 가전제품을 적용한 미래차 컨셉의 모델 개발을 완료했다. 미래차 컨셉은 자동차 내부가 얼마나 편안하고 안락한 공간으로 바뀔 수 있는지를 보여주는 데 초점이 맞춰졌다. 모빌리티 시대가 온다면 자동차는 하나의 이동 수단을 넘어 실내에서 다양한 경험을 할 수 있는 휴식공간이 되거나 또 다른 업무공간으로 사용할 수 있다는 판단에서다. 향후 전기차에 미니 냉장고와 커피머신, 신발 관리기, 전동 킥보드 등 신형 전자제품이 제공될 것도 같은 맥락이다.
전기차 시장이 확대될수록 실내공간 확보가 용이하고 실내공간 관련 새로운 USP를 제공하며 디자인적으로 뛰어난 완성차 기업이 각광받을 것으로 전망한다.
Ⅳ. Valuation 및 투자전략
당사는 미래 자동차 시장을 적극적으로 준비하고 있는 현대차그룹에서 전용 전기차 플랫폼 E-GMP 기반 아이오닉 5 및 GV80, GV70 의 북미 시장 진입 성공을 전망하는 현대차(005380)와 ‘21 년 코로나 19 회복으로 자동차 판매량 증가에 따른 실적 개선 및 E-GMP 의 부품을 공급하는 현대모비스(012330)을 Top Pick으로 제시한다.
21/02/24 대신증권 Analyst 이승환
마치며
양이 많아도 산업 리포트를 꼭 읽는 습관을 들이려 노력하고 있습니다. 우리나라 언론에서는 찾아보기 힘든 산업 현황을 세세하게 분석하셨기에 실질적으로 투자에 도움을 많이 받기 때문이죠. 우리나라 현대차그룹 뿐만 아니라 전 세계 자동차 업체의 현황을 짚어주셨기에 그동안 간접적으로 알고 있던 내용에 대해 자세히 알 수 있었네요. 그리고 현대차가 현재 전기차 시장에서 선두 쪽에 있음을 다시 한번 확인할 수 있었습니다.
