- 테슬라, 자동차 BIG 3 자율주행 기술 개발 경쟁 치열 -

- 글로벌 센서 시장 4년 뒤 400억 달러 규모로 성장 -

자율주행차 센서 시장 개발 가열

전기차와 함께 미래 모빌리티의 화두인 자율주행차. 이 자율주행차의 ‘눈’ 역할을 하는 센서 개발 열기가 뜨겁다. 미국의 전기차 선두기업인 테슬라의 CEO 일론 머스크는 오는 2024년 완전 자율주행 전기차를 약 2만5000달러 선에 출시할 목표로 집중 개발 중이라고 지난 9월 발표했으며, 애리조나주 피닉스에서는 웨이모(구글 모기업 알파벳의 자율주행차)가 서비스를 시작했다. 자동차 BIG 3(GM, Ford, FCA) 중에서는 GM 크루즈가 캘리포니아주에서 시험운행 허가를 받고 서비스를 준비하고 있으며 최근 컨슈머리포트에 따르면 자율주행 종합부문에서 가장 높은 점수를 받기도 했다. 이에 따라, 미국의 미래 모빌리티 전문가들은 완전 자율주행에 가까워질수록 필요한 센서가 늘어남에 따라 센서기술이 곧 자동차 부품업계의 핵심적인 미래 먹거리가 될 것이라고 강조하고 있다. 비즈니스 플랫폼 인사이트 파트너스(Insight Partners) 발표에 따르면 글로벌 자동차 자율주행 센서 시장 규모는 2020년 현재 240억 달러에서 2025년 400억 달러 규모로 성장할 전망이다.

미국의 주요 자율주행차 개발 현황

 자료: 각 기업 웹사이트 및 보도자료

자율주행 레벨 진화에 따른 센서 수요 증가

완전자율주행으로 가는 레벨이 올라갈수록 필요한 센서의 수는 늘어나며 이에 따른 기술력도 요구된다. 자율주행 레벨은 총 5단계로 나뉜다. 운전자가 자동차를 주행하는데 보조장치가 전혀 되어있지 않은 레벨 0, 크루즈콘트롤이나 긴급제동 또는 차선유지 정도만 가능한 레벨 1, 차선유지 기능에 적응형 크루즈콘트롤이 가능한 레벨 2, 돌발 상황 시 수동으로 전환해야 하는 제한적 자율운전이 가능한 레벨 3, 모든 환경에서 안전하게 자율주행이 가능한 레벨 4로 분류된다. 현재까지 시판 차량 중에는 레벨 3 시스템 탑재 차량이 없지만 혼다(Honda)가 2021년 3월 레전드 차량에 레벨 3를 탑재해 최초 시판하겠다고 밝혀 주목을 받고 있으며 이에 메르세데스 벤츠, 아우디 등 독일 자동차업계도 인증 단계를 서두르고 있다.

자율주행의 5단계

자료: NHTSA, SPRI

자율주행 레벨에 따라 늘어나는 센서

자료: Waymo 안전보고서

자율주행 자동차 주요 센서 기술은  

(카메라) 자율주행의 가장 기본이 되는 시스템으로 정확한 사물의 포착이 가능하기 때문에 교통 신호와 표지판 인식, 사각지대 탐지, 차선 이탈 등을 판단하기 위해 데이터의 정확한 분석기능을 담당한다. 스테레오(stereo) 방식의 카메라는 렌즈 간 시각 차이를 통해 물체를 3차원으로 인지해 사물의 거리정보까지 얻을 수 있다.  

(레이더·Radio Detection And Ranging·RADAR) 멀리 떨어진 물체 확인에 용이한 이 센서는 허공에 전자파를 쏘아 물체에 부딪혀 반사되는 거리, 움직이는 방향, 높이 등을 확인한다. 전파를 사용하기 때문에 주변 밝기나 기상 환경의 영향을 받지 않아 극한의 기상 상황에서도 물체 움직임 파악과 안정적 거리를 측정 가능한 장점이 있다. 이 센서에 대한 경량화·소형화·저가화를 위한 개발이 활발하게 지속되고 있다.
 
(라이다·Light Detection And Ranging·LiDAR)는 기본 원리는 레이더와 같다고 보면 된다. 하지만 발사-수신 대상이 전파가 아니라 고출력의 펄스 레이저라는 점이 다르다. 미국 달 탐사 초기에 달의 지형 측정 목적으로 활용된 것이 2005년경 처음 자동차에 사용되었다. 이 센서 분야는 아직 신규 시장 진입 기회가 많은 분야다.

상용차에 적용 중인 ADAS의 종류

자료: KITIA

미국의 주요 ADAS 센서 업체는

라이다 부문에서는 캘리포니아주 실리콘밸리를 기반으로 한 미국기업 벨로다인(Velodyne Lidar Inc.)의 제품이 2016년 8월 이후 다양한 자율주행차 테스트에 사용되고 있다. 벨로다인 주가는 전년 동기 대비 2배 상승(12월 10일 기준)하기도 했다. 레이더부문에서는 텍사스주 달라스에 본사를 둔 텍사스 인스트루먼츠(Texas Instruments)가 레이더 신호처리칩을 다루고 있다. 카메라 센서로는 앱티나(Aptina)가 있다. 2008년 산호세에 설립된 비교적 신생기업으로 카메라 센서용 이미지 신호처리칩이 주요 품목이다. 이 회사는 2014년 애리조나주 피닉스에 본사를 둔 포춘500 기업인 온 세미컨덕터(ON Semiconductor)가 인수했다. 인텔모빌아이(Intel Mobileye)라는 회사도 인상적이다. 인텔이 이스라엘 스타트업 모빌아이를 2017년 인수하며 탄생한 회사로 카메라 센서 영상처리 모듈 전문이다. 라이다 스타트업 루미나(Luminar)와 최근 파트너십을 발표하기도 했다. 이밖에 미시간주 노바이에 미국법인을 둔 독일기업 오스람(OSRAM Opto Semiconductors, Inc.)사가 라이다 센서 레이저 신호처리 칩 관련 주요 업체로 알려져 있으며 스마트 센서 기업 씩(SICK), 컨티넨탈(Continental), 프랑스기업 발레오(Valeo) 등이 있다.

한국 제품 점유율, 낮지만 증가 추세

무역통계 정보 제공처인 GTA에서 HS Code 9032.00(자동조절용이나 자동제어용 기기·Automatic Regulating of Controlling Instruments And Apparatus; Parts And Accessoried Therof) 기준으로 검색했을 때 수입액이 많은 가장 순위는 1위가 멕시코, 2위 캐나다, 3위 독일 순이었으며 이 3개 국가에서 전체 수입량의 50%를 수입하는 것으로 나타났다. 한국은 9위로 2019년 점유율이 2.20%에 그쳤지만 꾸준한 증가 추세를 보이는 것으로 드러났다.

미국 자율주행 관련 부품 수입 동향(HS Code 9032·자동조절용이나 자동제어용 기기 기준)

(단위: US$ 천, %) 

  자료: Global Trade Atlas 

시사점

각국의 자율주행 기술 개발 속도가 가속화됨에 따라 ADAS 센서에 대한 수요 증가는 불가피하다. 비단, 자동차 업계뿐만 아니더라도 다가올 인공지능(AI) 시대의 핵심 부품인 센서 기술은 향후 국가 경쟁력을 좌우할 기술이 될 것이라고 전문가들은 예견하고 있으며 한국의 우수한 IT기술과 소프트웨어 기술을 가진 기업들이 힘을 합친다면 시너지 효과를 낼 수 있을 것이라고 전했다. 글로벌 자동차 관련 기업들이 어떤 기업과 M&A를 추진하는지 조사하고 주시하는 것도 한국 부품업체들이 세계 시장의 흐름을 읽는 방법이 될 수 있다. 자율주행 기술 개발 가속화에 따라 최근에는 정보통신기업과 자동차 관련 기업의 M&A가 증가 추세다. 한 예로, 콘티넨탈(Continental)사가 2015년부터 인포테인먼트 기업 ‘Elektrobit Automotive을 시작으로 ASC의 ‘고화질3D Lidar’ 사업부, 원격 차량관리 기업 Zonar Systems, 보안 소프트웨어 기업 ‘Argus Cyber Security’ 등을 차례로 인수하며 몸집을 키워가고 있다. 이처럼 미래 모빌리티 시대에는 완성차 업체와 기술력있는 부품 공급업체들이 수평적 협력관계로 산업 생태계가 변화하는 흐름에 준비하는 기업들이 승자가 될 전망이다.

ADAS 센서업체인 P사의 시니어 엔지니어 K씨는 KOTRA 디트로이트 무역관과의 인터뷰에서 “글로벌 기업들이 가지지 않은 신기술 개발이 센서 시장 선점의 핵심”이라며 “레벨4에서 요구하는 안정성을 뒷받침하는 위기 상황 감지 능력이 빠른 센서가 필요하다”고 강조했다. 센서 기술 개발을 위해서는 센서를 사용해보기 위한 인프라 구축이 우선이라는 의견도 지배적이다. 세계적인 흐름에 따라 한국 국토교통부도 지난 달 자율주행차에 대한 운행 허가를 임시적으로 허용하는 규정을 개정해 운전석이 없는 자율주행차 운행을 허가했다. 앞으로 자율주행 전용도로 계획을 발표한 미시간주 디트로이트나 미시간대학교 인근의 자율주행 모형도시 엠시티(M-City)처럼 기술 개발과 운행을 위한 생태계 조성 등 정부 지원이 뒷받침된다면, 한국이 탄탄한 과학 기술력을 바탕으로 글로벌 자율주행센서 시장을 주도할 수 있을 것으로 기대된다.

자료: Consumer Report, Mckinsey&Compnay, Global Trade Atlas, KITIA, NHTSA(미도로교통안전국)