'다양성, 확장성, 보안성'으로 차별화...마이크로칩, 자동차용 반도체 시장 공략 가속화

자동차의 개념이 ‘이동 수단’에서 ‘생활 공간’으로 바뀌어 가고 있다. 움직이는 ‘기계’로서의 자동차가, 이동하는 ‘컴퓨터’로 진화하며, 이러한 패러다임 시프트를 주도하고 있다. 인포테인먼트, 커넥티드, 자율주행 등 다양한 기술이 자동차의 변신과 변화를 이끌고, 자동차 산업이 4차 산업혁명과 맞물리면서 새로운 시장과 달라진 생활을 예고하고 있다.

 

컨설팅 업체인 매켄지는 '2030년까지 예측한 자동차 산업 보고서'에서, 2030년이 되면 신차의 최대 50%가 전기차가 될 것이라고 전망한 바 있다. 특히 '기술적인 문제와 규제가 해결된다면'이라는 전제 조건을 달았지만, 2030년이 되면 판매되는 승용차의 50%가 높은 레벨의 자율주행을, 15%는 완전한 자율주행이 가능할 것으로 예측했다.

 

전기차의 보급과 자율주행 자동차가 대중화되면, 전자와 반도체에 대한 의존도는 더욱 높아질 수밖에 없다. 카메라를 비롯한 각종 센서가 네트워크를 통해 메인 프로세서와 연결되고, 자동차 내에 구축된 네트워크를 이용해 대용량의 데이터들이 고속으로 전송되게 된다. 또한 인포테인먼트 시스템을 통해 제공되는 정보 종류와 엔터테인먼트 기능도 많아지고 다양해질 것이다.

 

마이크로칩테크놀로지(이하 마이크로칩)가 자동차용 반도체와 인포테인먼트 사업을 강화하며, 미래의 성장동력으로 주목하는 것도 이러한 이유 때문이다. 마이크로칩은 생산, 자동차, 소비재, 우주, 항공, 통신 등 다양한 산업 분야에 제품을 공급하고 있다. 1989년 설립된 마이크로칩은 114분기 연속 흑자를 달성하며 약진 중이고, 2018 회계연도 기준 약 57억 달러의 매출을 낸 반도체 전문기업이다.

 

| 다양성•자동차용 반도체 및 인포테인먼트 포트폴리오 강화

 

마이크로칩의 전체 매출에서 자동차 관련 분야가 차지하는 비중은 17%로, 산업 분야의 27%에 이어 두 번째로 매출 규모가 크다. 지난해 기준으로 세계 10위 자동차용 반도체 공급업체에 이름을 올린 마이크로칩은, 25년 이상 글로벌 자동차 관련 업체들에게 임베디드 솔루션을 공급해 왔다. 정전용량식 터치스크린 컨트롤러, USB 및 인포테인먼트 커넥티비티, 차내 네트워크 및 임베디드 컨트롤 솔루션 등 폭넓은 제품군을 보유하고 있다.

 

2008년부터 다양한 기업을 합병하며 기술 고도화와 솔루션 확장을 진행해 왔으며, 지난해에는 마이크로세미(Microsemi)를 인수하며 자동차 분야의 역량을 한 단계 업그레이드했다. 2012년 SMSC, 2015년 마이셀(MiCel), 2016년 아트멜(Atmel)을 인수해 자동차 산업 확대를 꾸준하게 준비해 온 마이크로칩이, 마이크로세미를 인수하며 보다 적극적으로 시장 확대에 나선 것이다.

 

이러한 배경과 앞으로의 비전을 설명하기 위해, 지난 5월 9일 마이크로칩 오토모티브 사업부 부사장인 마티아스 케스트너(Matthias Kästner) 박사가 한국을 방문했다. 그는 전기차와 자율주행 자동차 미래 성장동력으로 주목받고 있는 자동차 산업 동향과 이러한 변화에 대응하는 마이크로칩 자동차 사업부의 포트폴리오와 로드맵에 대해 소개했다.

 

전기 및 자율주행 자동차에는 다양한 종류의 센서, 반도체, 네트워크, 인터페이스 등이 사용된다. 마이크로칩은 MPU, SoC, 센서 및 카메라를 제외한  다양한 종류의 제품군을 공급하고 있다. 아래 사진의 붉은색 부품들이 마이크로칩이 공급하는 제품들이다.(자료:마이크로칩테크놀로지)

 

“자동차 산업과 마이크로칩은 궁합이 잘 맞는다고 생각한다. 오랜 기간 자동차 업계 고객사들과 좋은 관계를 유지하고 있다. 이러한 관계를 지속하기 위해 고객의 수요가 없을 때까지 계속해서 제품을 생산한다는 정책을 유지하고 있다”고 밝힌 케스트너 부사장은, “다양한 자동차 관련 부품 기술을 보유한 업체를 합병하며 자동차 분야에 대한 투자를 계속해 왔다. 특히 지난해 마이크로세미를 인수하면서 더욱 다양한 제품을 공급할 수 있게 됐다”고 밝혔다.

 

마이크로세미 인수를 통해 마이크로칩은 크게 네 가지 분야에서 다양한 솔루션을 보유한 반도체 업체로 성장했다. 첫 번째는 PCIe 스위치 분야로 ADAS, 텔레매틱스, 자동주행, ECU 백본, 통신 관련 제품이 포함된다. 두 번째는 인덕티브 센서 인터페이스 관련 제품으로, 이-모터(E-Motor) 로터 위치 밸브, 페달, 전자 제어 파워 스티어링 등이 솔루션으로 구성되어 있다.

 

세 번째는 FPGA 관련 부품으로, 전동기 제어, 파워 컨트롤러 시스템, 인버터 컨트롤, 보안 부트 등이 핵심을 이루고 있다. 네 번째는 SiC 다이오드, MOSFET, SBD 관련 기술로 메인 인버터, 온-보트 차저, DC-DC 컨버더, 파워 트레인 등이 포트폴리오에 이름을 올렸다. 이러한 자동차 시스템 솔루션을 확장하는 것은 전기차와 자율주행 자동차 시장을 겨냥하고 있기 때문이다.

 

| 확장성•최적화된 솔루션과 토털 시스템 라인업 확장

 

자율주행 자동차에 적용되는 기술은 레벨 0부터 5까지로 나누어진다. 레벨 0는 자율주행 기능이 전혀 없어, 운전자가 모든 기능을 조작하고 상황을 판단해야 하는 단계다. 레벨 1은 차선이탈경보, 긴급제동, 크루즈컨트롤 정도의 초보적인 수준의 자동화를 제공한다. 레벨 2는 레벨 1에 추가하여 가속과 감속을 자동으로 제어할 수 있는 수준으로, 여전히 운전자가 전반적인 운행 상황을 모니터하고 개입해야 한다.

 

케스트너 부사장은 “자율주행은 복합적인 기능이 어우러져야 가능하다. 현재는 레벨 2 또는 2 플러스 정도의 자율주행이 대중화되어 있는 수준이다. 이보다 상위 단계인 레벨 3나 3 플러스가 기본 기능으로 자리 잡고, 완벽한 자율주행 단계인 레벨 5단계에 이르려면 아키텍처에 대대적인 변화가 필요하다고 생각한다”고 밝혔다.

 

마이크로칩은 이러한 자율주행 단계별 목표를 맞추기 위해, 다양한 솔루션과 토털 시스템 라인업을 구축하고 지속으로 발전시켜 나갈 계획이다. 현재 마이크로칩은 자율주행 시스템에서 요구되는 다양한 종류의 부품 중에서 주행 컴퓨터(MPU; Micro Processor Unit), SoC(System on Chip), 카메라와 센서 등을 제외한 대부분의 제품 공급 라인을 보유하고 있다.

 

 

마이크로칩은 자율주행 자동차를 위한 포트폴리오와 자동차용 인포테인먼트 솔루션을 차별화한 INICnet 기술을 보유하고 있다. INICnet은 오디오, 비디오, 컨트롤 및 이더넷을 포함한 모든 데이터 유형을 단일 케이블로 지원하는 자동차 인포테인먼트 네트워킹 솔루션이다.(자료:마이크로칩)

 

레벨 3, 4단계로 도약하기 위해 필수적인 PCIe 스위치를 비롯해 이더넷 스위치, 멤스클록(MEMS Clock), 폴라파이어 FPGA(Polar Fire FPGA), 트러스트 앵커(Trust Anchor), 플래시 등을 고객사에 공급하고 있다. 아울러 센서, 카메라, 라이다 등의 감지 및 모니터링 장비 등을 자율주행 시스템의 네트워크와 연결해 주는 커넥티비티 제품, 보안 솔루션 등의 제품 라인업도 갖추고 있다.

 

“자율주행 자동차는 인텔리전스 기능을 전달하는 중앙화된 컴퓨터가, 모든 기능을 통합해서 제어한다. 이렇게 중앙화된 컴퓨터를 중심으로 다양한 센서, 부품, 모듈이 유기적으로 연결된 것을, 마이크로칩에서는 '차량 내 데이터 센터'라고 부른다. 단순한 이동 수단이 아니라 다양한 데이터가 실시간으로 전달되는 움직이는 데이터 센터가 바로 자율주행 자동차라고 할 수 있다”고 케스트너 부사장은 자율주행 시스템을 정의했다.

 

인포테인먼트 역시 마이크로칩이 성장 가능성을 높게 보고 사업을 진행하는 분야다. 전기차나 자율주행 기술이 더욱 발전할수록, 자동차 안에서의  사용환경이나 편의성도 안전에 초점을 맞춰 변화해야 하기 때문이다. 이를 위해 HMI(Human Machine Interface) 및 인포테인먼트 시스템에 대한 기술과 제품 개발도 중점적으로 진행하고 있다.

 

1D, 2D, 3D 방식의 정전용량 터치 기술뿐만 아니라, 편의성과 안전을 최우선으로 적용한 차세대 MHI 솔루션 개발했다. 노브 온 디스플레이(Knob-on Display)나 디스플레이 노브 인코더(Knob Encoder) 등이 이런 제품에 해당한다. 특히 INICnet(Intelligent Network Interface Controller networking) 기술은 이더넷 시스템 아키텍처를 적용한 차량의 동기식 확장 솔루션으로 주목만 할 만 하다.

 

INICnet은 오디오, 비디오, 컨트롤 및 이더넷을 포함한 모든 데이터 유형을 단일 케이블로 지원하는 자동차 인포테인먼트 네트워킹 솔루션이다. INICnet을 적용한 자동차에서는 여러 소스와 싱크가 있는 디지털 오디오 형식을 지원하는 유연성, 파일 전송 및 OTA(Over-The-Air) 소프트웨어 업데이트, 표준 이더넷을 이용해 시스템을 진단할 수 있는 고속 패킷 데이터 통신을 제공한다.

 

| 보안성•안정적인 시스템 연결과 강력한 보안 솔루션 제공

 

자동차가 기계장치에서 전자장치로 발전을 거듭하면서, 보안 문제가 뜨거운 이슈로 떠오른 것은 이미 오래전이다. 특히 전기 자동차, 보조 및 자율 주행 차량, 커넥티드와 IoT가 자동차 산업의 핵심 분야로 떠오르면서, 자동차에 대한 시스템과 네트워크 보안이 우려할만한 수준으로 현실화하고 있다. 이러한 가운데 마이크로칩은 2019년부터 2026년까지 자동차 보안 엔드 포인트 시장이, 연간 12%의 성장률을 보일 것이라고 밝혔다.

 

마티아스 케스트너 부사장이 '차량 내 데이터 센터'라는 용어를 사용한 것도, 이러한 보안 문제를 중요하게 여기고 있다는 것을 가늠할 수 있는 부분이다. 현재는 물론이고 앞으로의 자동차 보안 솔루션은, 확장 가능성하면서 유연해야 한다는 것이 그의 생각이다. 또한 재사용 가능성이 높아 개발 노력을 줄이면서 시장 출시 기간을 단축하고, 네트워킹 기술에 적용 가능한 솔루션이 필요하다는 점을 그는 강조했다.

 

마이크로칩의 보안 솔루션은 각 노드에서 보안 부트를 지원하도록 해 보안성과 차내 네트워크 확장성을 높인 것이 특징이다.(자료:마이크로칩) 

 

마이크로칩의 자동차 보안 솔루션은 인증된 소프트웨어가 사용되지는 확인하는 보안 부트, 인증된 ECU만 통신이 가능하도록 한 메시지 인증, 자동차 내부 네트워크상에서 콘텐츠 보안을 담당하는 메시지 암호화, 전송자의 신원을 인식하는 인증서 보관 및 핸들링 등의 기능을 제공한다. 아울러 키 스토리지, 암호화 가속기, DPA 레지스턴스 패스, 변조 방지 등의 보안 솔루션을 지원한다.

 

다양한 ECU 아키텍처를 지원하면서 각 노드에서 보안 부트를 지원함으로써, 차내 네트워크의 보안 확정성을 높인 것이 마이크로칩 보안 솔루션의  특징이다. 네트워크에 연결된 다양한 부품과 모듈들은 네트워크가 연결되는 지점인 노드(Node) 단계에서 보안 솔루션을 적용받는다. 이를 통해 악성 코드나 해킹의 위험으로부터 자동화 또는 자율주행 시스템을 보호해, 궁극적으로는 운전자와 보행자의 안전을 지킬 수 있도록 한다.