자율주행산업 알아보자- 1탄 (테슬라, 모빌아이, LG이노텍, 파트론, 삼화전기)

자율 주행

자율 주행

자율주행 시대와 산업, 시장 전망에 대해 알아보자.자율주행은 전동화+자율주행 소프트웨어+OTA 기반 SDV=Software Defined Vehicle 휴대폰을 예로 들어 생각해보자. 롱타임고 휴대폰은 피처폰에서 스마트폰으로 변화하는 시기가 있었던 전화밖에 걸 수 없는 기기인 통신수단에서 스마트폰 시대가 되면 개인 손바닥에 미니컴퓨터가 얹힌 것이다 자동차도 마찬가지라고 생각하는 내연기관차에서 전기차로 전환되고 자동차 업계는 필연적으로 스마트카 시대로 넘어가게 되는 것이다.

이 같은 자동차 산업의 큰 틀 방향성은 더 이상 걸 수 없기 때문에 수많은 완성차 업체들이 테크 기업들과 협업하고 있다.위 그림의 맨 오른쪽에 위치한 기업은 전통 자동차 제조이다(현 기계, 토요타, 포드 등) 왼쪽은 반도체 및 첨단 IT 회사이며, 그리고 이 두 가지를 기반으로 사업을 영위하는 중간 기업이 있다.테슬라, 엔비디아, 모빌아이 등 (테슬라와 모빌아이는 협력관계)

글로벌 칩 제조사와 완성차 업체 간 협엽 현황만 봐도 매우 밀접하게 연결돼 있음을 확인할 수 있다.자율주행 시장의 규모

자율주행 시장 규모는 KPMG에 따르면 자율주행차 시장은 ‘2020년 약 7조2600억→2025년 약 1,468조에서 CAGR 40% 이상 성장이 예상된다’는 참고로 자율주행은 1960년대 벤츠가 처음 제시한 개념으로 1970년대부터 본격 연구된 섹터다.2010년 후반부터 딥러닝을 이용한 자율주행 투자가 증가했다(당시에는 2020년대 초반이면 가능할 것으로 예상했다지만 지금에 와서 보면 무리가 있다)

그래프에서 알 수 있듯이 현재는 레벨2에서 3으로 넘어가는 조건부 자율주행 확장기로 보이지만 2030년부터는 레벨4의 높은 레벨 자율주행 확장기가 순조롭게 진행될 것이라는 전망이다.

2025년을 시작으로 레벨 3단계 이상 자율주행차 비중이 늘어나기 시작해 2030년에는 압도적인 성장이 예상된다.

순수 전기차인 BEV, 하이브리드, 수소차에 비해 내연기관차의 성장은 떨어질 것이라는 전망.

진정한 자율주행이라고 할 수 있는 4단계는 2030년에는 진입해야 가능 기업의 투자처에 미래가 있다

글로벌 완성차 대부분이 전기차와 자율주행 관련 분야인 특히 자율주행 단계 고도화를 위한 기술 역량 확보를 최우선 순위에 두고 투자하는 게 핵심이다.완성차<->빅테크 기업 완성차<->Tier1<->차량용 반도체 간에 다양한 협력관계가 발생하고 있다글로벌 완성차 대부분이 전기차와 자율주행 관련 분야인 특히 자율주행 단계 고도화를 위한 기술 역량 확보를 최우선 순위에 두고 투자하는 게 핵심이다.완성차<->빅테크 기업 완성차<->Tier1<->차량용 반도체 간에 다양한 협력관계가 발생하고 있다글로벌 완성차 대부분이 전기차와 자율주행 관련 분야인 특히 자율주행 단계 고도화를 위한 기술 역량 확보를 최우선 순위에 두고 투자하는 게 핵심이다.완성차<->빅테크 기업 완성차<->Tier1<->차량용 반도체 간에 다양한 협력관계가 발생하고 있다글로벌 완성차 대부분이 전기차와 자율주행 관련 분야인 특히 자율주행 단계 고도화를 위한 기술 역량 확보를 최우선 순위에 두고 투자하는 게 핵심이다.완성차<->빅테크 기업 완성차<->Tier1<->차량용 반도체 간에 다양한 협력관계가 발생하고 있다그래서 자율주행이란?앞으로 자동 운전이란 무엇인지 차근차근 알아보자.자동 운전 차는 운전자가 직접 브레이크, 스티어링 휠인 핸들, 가속 페달 등을 제어하지 않아도 차가 스스로 주변 환경을 인식하고 위험을 판단하고 주행 경로도 계획하고 스스로 안전 운행을 하거나 판단, 제어를 손수 차량=자동 운전 차량 지금은 완전 차 업체의 적극적인 채용이 일반적으로 된 기술 ADAS(Advanced driver assistance system)이 적극적으로 상용화되고 AEB(Autonomous emeergency braking긴급 제동 시스템), LKAS(Lanekeeping assit system차로 유지 지원 시스템)등이 있다.최근 신차는 거의 ADAS기능이 지원되고 있다자율주행 단계 구분현재는 2~3단계 정도로 추정되는 미국 도로교통안전국(NHTSA)이 제안한 5단계는 다음과 같다 -레벨 0:전통운전-레벨 1:일부 ADAS 기능 적용-레벨 2:ADAS 복합적용-레벨 3:부분자율주행, 돌발상황 시 운전자 제어권 이양, 운전자가 사고책임에서 자유롭지 못하다 -레벨 4:완전자율주행, 무인주행차, 사고책임이 차량에 있다현재는 2~3단계 정도로 추정되는 미국 도로교통안전국(NHTSA)이 제안한 5단계는 다음과 같다 -레벨 0:전통운전-레벨 1:일부 ADAS 기능 적용-레벨 2:ADAS 복합적용-레벨 3:부분자율주행, 돌발상황 시 운전자 제어권 이양, 운전자가 사고책임에서 자유롭지 못하다 -레벨 4:완전자율주행, 무인주행차, 사고책임이 차량에 있다현재는 2~3단계 정도로 추정되는 미국 도로교통안전국(NHTSA)이 제안한 5단계는 다음과 같다 -레벨 0:전통운전-레벨 1:일부 ADAS 기능 적용-레벨 2:ADAS 복합적용-레벨 3:부분자율주행, 돌발상황 시 운전자 제어권 이양, 운전자가 사고책임에서 자유롭지 못하다 -레벨 4:완전자율주행, 무인주행차, 사고책임이 차량에 있다현재 자율주행 개발 수준2030년 들어 쓰기 시작하면 예상되는 수준 4은 가장 개발이 어려운 단계로 본다 왜냐하면 레벨 4부터는 자동차가 주변 상황을 정확히 인식하고 모든 주행 요소를 스스로 판단하고 주행해야 하기 때문인데, 그때부터는 사고의 책임이 인간에서 → 자동차 회사에 있기 때문이다 그러므로, 레벨 4이 상용화되려면 기술적으로 개발하는 것이 어렵지만 사고가 일어났을 때 책임 소지 법적 여러 요인이 함께 고려되고 진행되어야 한다 이렇게 종합하면 4단계는 2030년보다 오래 걸릴지도?그렇다고 2030년 이후까지 기다리거나 아니면 자동 운전이 안 될까요?다고 생각되지만, 테슬라의 Full self driving의 베타 비디오만 봐도 자동 운전 기술이 상당한 것이 있는 영상은 아래를 참조하십시오자동 운전 과제 5개1) 자율주행에 적합한 도로, 모바일 네트워크 등 인프라 구축 필요 2) 택시운전사를 포함한 운전직 종사자의 생계대책 필요 3) 법과 제도 정비 필요 (ex. 자동차관리법, 도로교통법, 국가배상법) 4) 보안과 데이터 사고 발생시 대비 책임제도 정비 필요 5) 기술 수용에 시간 소요 (대중의 안정성과 신뢰성 확보) https://www.youtube.com/watch?v=xBEDlgLY3gg자율주행이 가져올 사회적 변화는 무엇이 있을까?자동 운전의 도입기를 먼저 알아보자.자동차 애프터 서비스 산업:안전과 관련이 높아지기 때문에 소비자의 순정 부품 선호도가 높아질 것 2.자동차 보험 산업:주요 고객이 개인(사람의 실수)에서 → 완성 차 메이커(자동 운전 자동차 기술적 결함)3. 제조 회사:효율성과 유연성 제고에 공급 체인과 물류 시스템에 자동 운전 기술을 융합시키는 다음은 완전 상용화 단계인 1.운전석이 사라진다:운전자가 운전 대신 다른 부가 가치를 창출할 시간을 갖게 된 2.주차 공간 감소:셀프 주차 기술적인 주차장.교통 사고율의 감소:90%까지 절감된다고 기대하고 있다.이는 미국 기준으로 연간 2천억달러의 사회적 비용을 절감하며 보험 업계의 매출이 감소하면 이해할 만하다 4.소비자용 로봇 공학 발전 가속화 기대자율주행이 가져올 산업 전반의 변화자동 운전이 오면 산업 전반의 변화를 주식 개시와 연계된 변화를 알아보고 1)반도체 메이커-각종 센서를 제어할 수 있는 칩 및 전자 제어 장치의 수요가 증가한다(ECU, CCU, DCU등)ICT기업-자동 운전용 소프트웨어 및 디지털-정확도 지도 서비스-Google이 가장 앞서고 있어 완성 차 업체가 최대한 소프트웨어 알고리즘의 독자 개발에 힘쓰고, ICT기업(Apple, Baidu, Uber등)와 협력을 시도할 것으로 예상된다 3)완성 차-독자적인 소프트웨어를 확보하면 향후 M/Google이 가능하게 된 센싱 수수료를 지불하고 사용하게 되지만->이 경우는 수익성 확보의 어려움&브랜드 고유의 색상 확보가 어려워진 비즈니스 진통이 예상되어=M/S하락 가능성이 있는 4) 새로운 산업-뉴모빌리티(카 셰어링, 카 헤이 링 등)사업 및 데이터 코넥티비티사ー비스 산업-카 쉐어링*:시간제 임대 서비스로서 ZipCar가 대표적-카 헤이 링:차량 중개 콜/애플리케이션 서비스로서 Uber가 대표적-데ー타코넥티비티:자동 운전 차의 정보를 공유하는 부가 가치를 창출하는 산업-뉴 모 빌러티 사업은 이미 한국 생활에 기반으로 자리 매김하고 있다넓은 의미에서 차 호출 서비스를 통칭)즉, 산업에서 변화하는 곳이 수요가 증가하는 제품/서비스 부가 가치 창출이 가능한 곳에 기회가 있다그리고 자율주행 소프트웨어 측은 기술력과 자본의 싸움이 될 것이다 AI 기술은 쉽게 데이터+모델+학습 인프라 2017년 구글이 트랜스포머 알고리즘을 발표한 이후 AI 모델의 연산능력이 급격히 증가하고 데이터와 모델이 커질수록 고성능화되지만 진입장벽이 높아지면서 기술력과 자본싸움으로 번질 수 있다.참고로 현재 테슬라 모델은 10억 개의 파라미터를 사용하고 있는 것으로 알려져 있다 자율주행차 핵심기술과 부품다음으로 자율주행차에 탑재될 9가지 핵심 기술과 부품을 알아보자.1)레이더/라이더 센서 모듈 2) 영상센서(카메라) 3) 자율주행기록장치(ADR) 4) V2X 통신모듈 5) 고정밀 디지털지도 6) 복합측위모듈 7) 스마트 액츄에이터 모듈 8) 드라이버-차량인터페이스(HVI) 모듈 9) 차세대 IVN 기반 통합 DCU다음으로 자율주행차에 탑재될 9가지 핵심 기술과 부품을 알아보자.1)레이더/라이더 센서 모듈 2) 영상센서(카메라) 3) 자율주행기록장치(ADR) 4) V2X 통신모듈 5) 고정밀 디지털지도 6) 복합측위모듈 7) 스마트 액츄에이터 모듈 8) 드라이버-차량인터페이스(HVI) 모듈 9) 차세대 IVN 기반 통합 DCU1) 레이더/라이더 센서 모듈 자율주행차에는 모든 센서가 사용되는데 그 중 카메라, 라이다, 장거리 레이더, 초음파 센서 등이 있다① 레이더 먼저 레이더를 살펴보자 레이더는 전파를 발사해 전파의 소요시간과 주파수 편이를 통해 탐지하는 기능이다-장점:나쁜 기상환경에서 작동 가능, 양쪽이 움직이는 상황에서도 측정 가능-단점:측정거리와 각도를 모두 늘리기 어려워 단/장거리 레이더 구분 개발→최근에는 통합형으로 개발되고 있다② 라이더 레이더는 레이저광을 이용하는데(자율주행 로봇에도 들어가는 부품) 초당 수백만개에 달하는 빛을 주위로 발사하고 돌아오는 시간을 이용해 거리를 측정하는 ToF(Time of Flight) 방식을 활용한다-장점:직진성이 강하고 먼 거리까지 정확한 위치정보 확보 가능, 측정각도 넓어 3차원 인지 가능-단점:고속주행시 사용이 어렵고 주변 환경의 영향을 많이 받아 측정 안정성이 낮아 매우 높음레이더는 단거리용과 장거리용으로 나뉘는데 두 센서 가격 비교는 다음과 같다-레이더 단거리용:USD50~100-레이더 장거리용:USD150~300-라이더:USD1,000~8,000그것으로(왼쪽)Unit/(오른쪽)금액 비교하면 우측으로 비싼 라이더 비중이 커지고 레이 다/라이더 센서 밸류 체인은 팁-모듈-시스템 업체에 구분하-칩:전파/레이저광을 통하여 주행 환경을 감지하고 전자 신호로 변환하는 소자를 모듈 제조사에 공급-분석하여 정보 처리하며ADAS기능을 실현할 수 있는 시스템이 완성된 뒤, 완성 차 업체에 공급 레이 다/라이더의 모두 칩 공급은 소수의 반도체 업체가 독점하고 있는 레이 다 센서 모듈과 라이더 모듈 밸류 체인 정보는 이하의 화상을 참조하고 본다레이더는 단거리용과 장거리용으로 나뉘는데, 두 센서의 가격비교는 아래와 같다 – 레이더 단거리용 : USD50~100-레이더 장거리용 : USD150~300-라이더 : USD1,000~8,000 그래서 (왼쪽) Unit/(오른쪽) 금액비교시 우측에서 고가의 라이다 비중이 커지는 레이다/라이더 센서 밸류체인은 칩-모듈-시스템 제조사로 구분할 수 있다 -칩 : 전파/레이저광을 통해 주행환경을 감지하여 전자신호로 변환하는 소자를 모듈제조사에 공급 – 분석하여 정보처리 할 수 있다. ADAS 기능을 구현할 수 있는 시스템이 완성된 후 완성차 업체에 공급 레이더/라이더 모두 칩 공급은 소수의 반도체 업체가 독점하고 있는 레이더 센서 모듈과 라이다 모듈 밸류체인 정보는 아래 이미지를 참조해 보자.레이더는 단거리용과 장거리용으로 나뉘는데, 두 센서의 가격비교는 아래와 같다 – 레이더 단거리용 : USD50~100-레이더 장거리용 : USD150~300-라이더 : USD1,000~8,000 그래서 (왼쪽) Unit/(오른쪽) 금액비교시 우측에서 고가의 라이다 비중이 커지는 레이다/라이더 센서 밸류체인은 칩-모듈-시스템 제조사로 구분할 수 있다 -칩 : 전파/레이저광을 통해 주행환경을 감지하여 전자신호로 변환하는 소자를 모듈제조사에 공급 – 분석하여 정보처리 할 수 있다. ADAS 기능을 구현할 수 있는 시스템이 완성된 후 완성차 업체에 공급 레이더/라이더 모두 칩 공급은 소수의 반도체 업체가 독점하고 있는 레이더 센서 모듈과 라이다 모듈 밸류체인 정보는 아래 이미지를 참조해 보자.2) 영상센서/카메라모듈레이더/라이더는 주행환경의 다양한 물체, 정확한 거리와 공간정보 파악에 필요한데 카메라모듈은 형상정보를 제공하기 위해 필요한 부품이다 예를 들어 차선, 교통표지판, 신호등, 주차선 등을 구별해 판독하는 역할이다.자동차용 카메라 시장 전망자료처럼 전장 카메라 출하량이 2020년 1.79억개 → 25년 2.79억개/CAGR15.83%에 성장 중이다.아시아/태평양 측은 가처분 소득 증가로 ADAS채택률 20%로 높아 유럽의 경우 안전 기술에 대한 관심과 규제로 향후 시장을 크게 전망했다 이처럼 자동차용 카메라도 성장할 수밖에 없는 시장이 예상되지만 그 이유는 단순하다.자동 운전 단계가 고도화할 만큼 들어가카메라 대수가 증가하기 때문이다기술이 발전하는 홑눈 방식에서 스테레오 방식으로 변화하고 있다 2개의 렌즈를 쓰고 렌즈 간 시각 차이를 이용하고 물체를 3차원에서 인지하게 된다 정확성은 오르지만 단가도 동반 상승하고 버리고, 요즘은 1대의 카메라가 복수 기능하도록 진화하고 있다 그리고 영상 신호 처리 속도도 중요하게 되어 칩의 경우 미국의 Omnivision, Aptina과점 및 Ti, Freescale등이 진입 확대를 하고 있어 모듈은 이스라엘의 Mobileye가 M/S80%독주하고 있다(테슬라와 협업 관계)때문에 장기간 테스트하는 시스템 제조 업체에서 자율 테스트보다는 이미 신뢰성이 확보된 Mobileye모듈을 사용하는 것이 유리하기 때문에 앞으로 독점이 예상된다기술이 발전하는데 단안방식에서 스테레오방식으로 변화하고 있는 두 렌즈를 사용하여 렌즈간 시각차를 이용하여 물체를 3차원으로 인지하게 되는 정확성은 올라가지만 단가도 함께 상승해 버린다 최근에는 한 대의 카메라가 여러 기능하도록 진화하고 있다 그리고 영상신호 처리속도도 중요해지고 있으며 칩의 경우 미국 옴니비전, 압티나과점이나 Ti, Freescale 등이 진입확대를 하고 있으며 모듈은 이스라엘 M/S80% 독주하고 있다(테슬라와 협업관계) 때문에 장기간 테스트하여 시스템 제조사들이 이미 자체적인 신뢰보다는기술이 발전하는데 단안방식에서 스테레오방식으로 변화하고 있는 두 렌즈를 사용하여 렌즈간 시각차를 이용하여 물체를 3차원으로 인지하게 되는 정확성은 올라가지만 단가도 함께 상승해 버린다 최근에는 한 대의 카메라가 여러 기능하도록 진화하고 있다 그리고 영상신호 처리속도도 중요해지고 있으며 칩의 경우 미국 옴니비전, 압티나과점이나 Ti, Freescale 등이 진입확대를 하고 있으며 모듈은 이스라엘 M/S80% 독주하고 있다(테슬라와 협업관계) 때문에 장기간 테스트하여 시스템 제조사들이 이미 자체적인 신뢰보다는기술이 발전하는데 단안방식에서 스테레오방식으로 변화하고 있는 두 렌즈를 사용하여 렌즈간 시각차를 이용하여 물체를 3차원으로 인지하게 되는 정확성은 올라가지만 단가도 함께 상승해 버린다 최근에는 한 대의 카메라가 여러 기능하도록 진화하고 있다 그리고 영상신호 처리속도도 중요해지고 있으며 칩의 경우 미국 옴니비전, 압티나과점이나 Ti, Freescale 등이 진입확대를 하고 있으며 모듈은 이스라엘 M/S80% 독주하고 있다(테슬라와 협업관계) 때문에 장기간 테스트하여 시스템 제조사들이 이미 자체적인 신뢰보다는기술이 발전하는데 단안방식에서 스테레오방식으로 변화하고 있는 두 렌즈를 사용하여 렌즈간 시각차를 이용하여 물체를 3차원으로 인지하게 되는 정확성은 올라가지만 단가도 함께 상승해 버린다 최근에는 한 대의 카메라가 여러 기능하도록 진화하고 있다 그리고 영상신호 처리속도도 중요해지고 있으며 칩의 경우 미국 옴니비전, 압티나과점이나 Ti, Freescale 등이 진입확대를 하고 있으며 모듈은 이스라엘 M/S80% 독주하고 있다(테슬라와 협업관계) 때문에 장기간 테스트하여 시스템 제조사들이 이미 자체적인 신뢰보다는이어서 작성 예정