감지 정밀도가 레이더보다 우수한 라이다의 원가가 하락하면서 라이다를 탑재한 자율주행차량이 증가하고 있다. 완성차 업계들의 라이다 수요가 증가하면서 차량용 라이다의 시장 규모는 더욱 성장할 것으로 예상된다. 또한 라이다의 연구개발 확대에 따라 라이다의 감지능력이 향상되면서 차량의 자율주행 수준도 발전할 전망이다. 레이더와 라이다는 자율주행 차량뿐만 아니라 다른 산업 분야에도 적용 가능한 만큼 기업들의 관심이 필요하다.

자율주행차량 및 감지장치 동향

자율주행차량은 차량 주변을 레이더, 라이다 등 감지장치로 수집하고 자율주행 시스템으로 정보를 분석해 차량을 운행한다. 중국은 자율주행차량 수준을 레벨0(사물감지)~5(완전자율주행), 총 6단계로 구분한다. 최근 생산된 자율주행 기능을 보유한 승용차 모델들의 대다수는 레벨2 이하이며 레벨3 수준도 출시되기 시작했다. 자율주행기술은 아직 완전 무인주행 수준에 도달하지 못했으며 운전자가 배석한 상태에서 차량 주행을 보조하는 정도이다.

2010년 중국 시장에 최초로 등장한 자율주행차량의 비중은 점차 확대되고 있다. 2020년 이후 보급이 확대되면서 레벨2 수준(차선이탈 경고, 전방 차량 자동 미행 등)의 자율주행 기능을 보유한 차량의 비중이 전년 대비 78% 증가한 280만 대를 기록했다. 레벨2 수준의 자율주행차량은 전체 승용차 판매량의 15%, 전체 전기차 판매량의 31%를 차지한다. 특히 카메라, 레이더 등 기존 감지장치보다 속도와 정밀도가 높은 밀리미터파 레이더 등을 활용해 더욱 자연스러운 가속 및 정지 기능도 구현했다.

[창안 CS55와 기리 빈뤼의 '레벨 2 수준 자율주행' 자동차]

<자료: 동방망(eastday.com)>

2021년 이후 자율주행차량 내 라이다의 활용이 더욱 많아졌다. 라이다란 차량 주변을 감지하는 고성능 센서로 카메라나 레이더보다 더 높은 정확도를 보인다. 2019년 라이다의 대당 가격은 1만 달러 이상이었으나 2021년 라이다가 양산되기 시작하면서 제품 가격이 1000달러까지 하락했다. 라이다의 가격 하락에 따른 수요 증가로 2021년 중국 시장 내 라이다의 매출액은 1억 달러까지 상승했다.

<라이다를 탑재한 자율주행 시스템>

[자료: 36Kr]

2022년에도 중국 자동차 시장 내 라이다의 보급은 확대될 전망이다. 중타이(中泰) 증권에 따르면 라이다의 가격이 계속 하락하면서 라이다를 탑재한 완성차 비중도 높아질 것으로 예상된다. 중국 시장 내 라이다 수요도 증가해 2025년에는 라이다의 시장 규모가 250억 위안을 돌파할 것으로 예측했다. 또한 선완훙웬(申万宏源) 증권연구소는 라이다 제조업체들이 자율주행에 활용 가능한 분야에 투자를 확대하며 감지 거리, 감지 정밀도, 악천후 감지 정확도 등의 기능이 향상될 것으로 전망했다. 라이다의 확산과 함께 운전자의 조작을 대부분 대체할 수 있는 레벨 3 이상의 자율주행차량 보급도 확대될 것으로 예상했다.

① 자율주행차량 레이더(Radar) 시장 현황

자율주행차량용 레이더 시장은 수입 제품이 높은 비중을 차지하고 있다. 2021년 기준 중국 승용차용 레이더의 시장규모는 약 3억 달러인데, 프랑스의 Valeo, 독일의 Hella, Bosch 등 해외 제품이 24GHz 레이더(단거리) 시장의 60%를 차지하고 있다. 특히 77GHz 레이더(장거리) 시장은 독일의 Continental 및 Bosch, 미국의 Delphi, 일본의 Fujitsu 및 Denso 등 해외 브랜드가 80% 이상의 비중을 차지하고 있다. 주요 수입제품들은 중국 기업의 제품보다 안전하고 고·저온에서도 안정성이 높으며 탐지 거리 및 성능도 우수해 완성차 기업들로부터 선호되고 있다.

해외 브랜드들은 2015년 중국 시장에 법인, 공장 등을 설립하며 중국 시장에 진출했다. 폴크스바겐·아우디·벤츠 등 글로벌 브랜드 승용차는 물론 지리(吉利)·창안(长安) 등 중국 자동차 업체들도 Valeo, Bosch 등 해외 밀리미터파 레이더 제품을 적용했다. 반면 최근에는 중국 브랜드들이 저렴한 가격을 바탕으로 시장을 확대하고 있다. 2020년부터 중국산 77GHz 레이더가 이치(一汽)·상치(上汽) 등 중국산 승용차 모델에 적용되기 시작했으며 2021년 말 시장점유율은 10% 미만 수준에서 20%까지 성장했다. 중국 해외 브랜드의 24GHz 밀리미터파 및 77GHz 밀리미터파 레이더의 단가는 해외브랜드에 비해 30%가량 저렴한 편이다.

해외 및 중국의 차량용 레이더 생산업체들이 주력으로 생산하는 레이더의 제품군은 다르다. 독일, 미국 등 해외 업체들은 77GHz 레이더(장거리)를 주로 글로벌 자동차 업체에 공급하고 있다. Bosch는 2021년 77GHz 중장거리 레이더 제품을 출시했는데 감지 거리를 160m에서 200m까지 확대하고 수평 탐지 각도도 45도에서 60도로 확대했다. 2021년 Continental은 6세대 밀리미터파 레이더 제품을 출시하면서 탐지 거리를 200m에서 300m로 확대했다. 현재 Bosch와 Continental의 밀리미터파 레이더는 폴크스바겐, 벤츠, 아우디 등 비롯한 다양한 글로벌 자동차 업체의 중국 내 생산 공장에 공급되고 있다.

반면, 중국 업체들은 기존 레이더 제품과는 다른 형태의 제품을 개발하고 있다. 시장에 주로 공급되는 77GHz 레이더가 아닌 79GHz 레이더, 4D 밀리미터파 레이더 등을 개발하고 있다. 중국 레이더 개발업체 Microbrain(莫之比)는 2020년부터 정밀도가 밀리미터(mm)급이며 감지 거리가 1000미터 수준인 79GHz 밀리미터파 레이더를 개발했다. 중국 자동차용 레이더 제조업체 Hasco(华域汽车)는 측정 대상의 높이와 윤곽까지 측정이 가능한 4D 레이더를 개발했다. 2022년에는 양산에 돌입하고 장성(长城)자동차를 비롯한 중국 내 완성차업체에 공급할 전망이다.

② 자율주행차량 라이다(LiDAR) 시장 현황

라이다는 카메라나 레이더에 비해 탐지거리가 길고 측정도 정확하다. 라이다는 레이저를 발사하고 반사선을 회수해 주변 사물까지의 거리를 측정한다. 탐지 거리는 레이더의 2배인 300~500m에 달하지만, 정밀도는 센티미터 수준이며 감지 대상을 3D 형태로 감지할 수 있다. 또한 레이저 발사를 증가시킬수록 감지되는 영역을 더욱 구체적으로 파악할 수 있다. 라이다의 높은 정확도 때문에 자율주행 시스템을 실현하는데 중요한 부품으로 활용되고 있다.

<특수 환경에 라이다가 포착한 3D 화면>

[자료: 자동차상업평론잡지(汽车商业评论杂志)]

중국 시장 내 자율주행 승용차에 이용되는 라이다의 절반 이상은 수입 제품으로 주로 미국, 독일 기업들의 제품이다. 2015년부터 Valeo, Velodyne를 비롯한 해외 라이다 제조업체가 중국 내 무역, 제조 법인을 설립하며 중국 시장에 진출했다. 아우디, 폴크스바겐, 벤츠 등 글로벌 자동차 업체들과의 협력을 통해 차량용 라이다 기술을 발전시켜 나갔다. 2021년 중국 승용차용 라이다 시장의 전체 판매액은 약 1억 달러인데 미국의 Velodyne, Luminar, 이스라엘의 Innoviz, 독일의 IBEO 등 해외 브랜드가 절반 이상을 차지한다. 최근에는 RoboSense, Huawei, Livox 등 중국 업체들도 저가의 라이다 제품을 중국 자동차 기업에 납품하며 40%의 시장 점유율을 차지하고 있다.

<라이다 브랜드 및 제품 예시>

[자료: BENEWAKE]

라이다 업체들은 라이다의 품질을 제고하거나 가격을 인하하면서 경쟁력을 확보해 나가고 있다. 미국의 Velodyne, 중국의 Hesaitech(禾赛科技) 등의 기업은 레벨3 이상의 높은 자율주행 수준(자율주행 시스템이 운전자 대부분 대체)에 적용 가능한 라이다를 개발하고 있다. 장거리 감지, 높은 정밀도, 넓은 감지 각도 등의 성능을 보유한 제품을 개발해 고급 완성차 생산 업체들을 공략하려 한다. 반면 미국의 Luminar, 이스라엘의 Innoviz, 중국의 LakiBeam, Livox 등의 라이다 제조업체는 생산 원가 절감을 통해 가격경쟁력을 확보하고자 한다. 중국 LakiBeam(锐驰智光)은 라이다의 광학 칩 제조 방식 개선으로 라이다 가격을 70% 인하했으며 Livox는 레이저 칩 조립 기술을 개선해 생산 원가를 절반 이상을 절감했다.

라이다가 탑재된 신에너지차의 비중도 높아지고 있다. 중저가 신에너지 차량에는 주로 중국산 모델이 활용되는 반면, 고급 신에너지차에는 해외 모델이 주로 적용되고 있다. 2021년 중국 시장에 출시된 신에너지차 중 샤오펑(小鹏) P5, 니오(蔚来) ET7 등은 Livox, Robosense 등 중국산 라이다를 장착했다. 반면 벤츠 S, BMW IX를 비롯한 신에너지차 신규 모델들은 프랑스의 Valeo, 이스라엘의 Innoviz 등 해외 라이다 업체의 제품을 이용하고 있다. 2022년 말까지 중국에서는 라이다를 탑재한 총 12개의 신에너지차가 출시될 예정이다.

<라이다 탑재 신규 모델>

[자료: 중타이(中泰) 증권사]

시사점

중국 지능망연차혁신센터 및 궈신(国信) 증권사에 따르면 2025년 중국 내 차량 중 레벨2 혹은 레벨3 자율주행 기능을 탑재한 승용차 비중이 50%에 달할 것이며 2025년까지 승용차 레이더 및 라이다의 시장 규모는 각각 149억 위안, 241억 위안에 이를 것으로 예측했다. 자율주행 기능을 탑재한 승용차의 시장 규모가 확대되면서 레이더, 라이다 등 정밀 감지장치 시장의 발전도 예상된다.

중국 라이다 시장은 아직 발전 초기단계이며 국가 표준도 아직 완성 전이다. 따라서 완성차 기업들이 라이다의 성능을 판단하고 활용 방식도 결정하므로 레이더, 라이다 생산업체들의 완성차 기업들과의 긴밀한 협력이 중요하다. 우수한 성능의 제품들은 고급 완성차를 생산하는 기업들로부터 주목받을 수 있다.

현지 자동화 설비 관계자는 ‘레이더는 드론 및 로봇에도 적용되고 있으며 라이다는 자동차뿐만 아니라 로봇, 가전제품, 3D 프린팅 등 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있다. 중국 시장에 신규 진입하는 레이더 및 라이다 업체들은 자율주행차량뿐만 아니라 레이더, 라이다를 응용할 수 있는 다른 산업 분야들도 적극적으로 탐색해야 한다.'라고 설명했다.

자료: 중타이(中泰)증권, 동우(东吴)증권, 궈신(国信)증권, 선완훙웬(申万宏源) 증권연구소, EqualOcean Intelligence(亿欧智库), WSB첨단과학기술(WSB科技前沿), 36Kr, KOTRA 톈진 무역관 자료 종합