다가오는 자율주행차 시대, NXP가 꾸는 미래는?

[지디넷코리아]

코로나19가 디지털 경제로의 대전환을 가속화하면서 글로벌 산업 지형이 정보통신기술과 융합된 새로운 형태로 급격히 변화하고 있다. 여러 산업 중에서 가장 급격한 변화가 나타나는 분야는 자동차 산업이다.

전기자동차와 자율주행차의 출현으로 압축할 수 있는 자동차 산업의 변화는 과거의 자동차 제조 및 판매, 사후관리를 통해 수익을 얻는 비즈니스 모델의 변화도 야기하고 있다. 이미 차량을 소유물이 아닌 여러 사람이 공유할 수 있는 플랫폼으로 인식해 서비스하는 '차량 공유 서비스'가 등장했으며, 자율주행 기술의 고도화로 차에 대한 개념도 '탈 것'이 아닌 '스마트 디바이스'의 형태로 달라지고 있다.

차량용 반도체 시장 1위 기업인 NXP 반도체는 이러한 변화에 맞춰 전기자동차와 자율주행차의 요소 기술인 차량·사물통신(V2X), 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS), 차량용 보안 솔루션 등을 수년째 개발해왔다. 지디넷코리아는 NXP 반도체의 라스 레거(Lars Reger) 최고기술책임자(CTO)를 만나 미래 자동차 산업의 발전 방향과 NXP 반도체(이하 NXP)의 전략을 들어봤다.

"우선 유럽의 동향을 보겠습니다. 유럽에는 V2X 기술 구축 촉진을 위한 구체적인 입법계획안이 있습니다. 바로 EU의 ITS(지능형교통시스템) 지침 하에 만들어진 위임법(Delegated Act)입니다.

이 규정의 목적은 C-ITS(Cooperative ITS·협력형 ITS) 사업자가 준수해야 하는 구체적인 기준과 요구사항을 정하고, 필요한 법과 투자를 명확하게 하는 것입니다. 지금까지 DSRC(ITS-G5)가 시장에 나와있는 유일한 검증된 기술이기 때문에 DSRC의 표준도 규정에 반영될 것으로 예상됐습니다. V2X기술을 도입하려는 자동차 제조업체, 도로 운영자, 관련 공급업체가 무슨 기술과 각 사양을 사용해야 할지 알 수 있게 된 것입니다. 이는 유럽이 도로안전은 물론 혁신에 있어서 앞서 나갈 수 있는 멋진 기회가 될 것으로 예상됐습니다만, 작년 유럽연합이사회의 과반 승인을 얻는데 실패했습니다.

한편 시장을 보면, 폭스바겐은 자사의 골프 8세대와 ID시리즈에 DSRC를 이미 구축하였고, 오스트리아의 도로사업자 ASFINAG는 DSRC·ITS-G5 기반 C-ITS을 도입하였으며, 올해 11월 첫 RSU(RoadSide Units·도로변에 설치한 V2X 통신 지원 장치)를 구축합니다. 이와 동시에 ETSI와 같은 표준 기관들 사이에서는 주파수 대역의 이용 및 할당에 대한 논의가 이루어지고 있는데, LTE-V 기반 V2X와 향후 5G를 지원하는 기업들이 논의를 주로 이끌고 있습니다.

NXP는 안전과 직결된 경우에 대해서는 ITS-G5(DSRC)를 지원하고, 부가 서비스 등 안전과 덜 직결되는 경우에는 LTE·5G를 적용하는 하이브리드 방식을 지원합니다. 분명한 건 폭스바겐 자동차와 오스트리아의 RSU 구축 사례처럼 기존 DSRC 기술의 연속성이 보장되고 구축된 시설의 이용에 간섭이 없어야 합니다.

또한, ETSI 등의 표준 기관들은 주파수 대역의 이용 및 할당 논의에서 DSRC와 C-V2X(차량·사물 셀룰러 통신)간에 공존하는 솔루션을 찾기 위한 노력도 계속 하고 있습니다.

중국은 C-V2X에 20메가헤르츠(MHz) 대역을 할당했음에도 불구하고 진척이 느린 편입니다. 중국 정부(국가발전개혁위원회)가 내놓은 중국 지능형 차량 혁신 및 개발 전략에 따르면, 전반적인 LTE-V2X 구축 스케줄이 2020년에서 2025년으로 늦춰졌습니다. 유럽에서 폭스바겐의 골프 8세대 사례처럼 C-V2X에 대한 대량생산은 이루어지지 않았습니다.

일본에서는 토요타가 2015년 760MHz DSRC 기반 V2X 생산을 시작하여, 지금까지 총 18만대를 생산했으며 앞으로도 생산을 지속해 갈 것입니다. V2X 애플리케이션용으로 760MHz 대역 외에도 5.9기가헤르츠(GHz) 개방을 위한 논의가 진행 중입니다.

미국에서는 V2X 기술에 대한 입장이 복잡하게 전개되었습니다. 미국 연방통신위원회(FCC)가 20년전 자동차 안전 통신을 위해 5.9GHz 대역에 75MHz를 할당한 한편, 45MHz 이하의 주파수 대역이 단기간 와이파이로 사용될 리스크가 생겼습니다.

자동차 제조업체들은 시대에 뒤쳐지는 기술은 단계적으로 폐지하여 운전자들의 시스 템 작동이 갑자기 중단되지 않도록 하는 데 동의했습니다. 납세자 측면에서 보면, 미국 전역에 수억 달러를 들여 다양한 시범 지역에 구축되는 DSRC 기술기반 노변 인프라의 혜택을 누릴 수 있게 됩니다.

대다수의 자동차 OEM(주문자 상표 부착) 업체들은 모두 향후 5년간 2개의 기술이 사용된 500만대의 라디오(radio)를 배치하기로 약속했으며, 두 기술 중에 최종 승자를 가려내는 일은 시장에 맡기기로 했습니다. 현재, FCC에는 '제안된 규칙제정 통지(Notice of Proposed Rulemaking, NPRM)'가 상정되어 있습니다."

"글로벌 OEM 업체들에서 레벨5 자율주행을 향한 연구·개발(R&D)이 둔화되고 있습니다. 그 이유는 자동차 업계들이 집행해야 하는 엄청난 투자에 대해 수익을 거두기까지 너무 오랜 시간을 기다려야 되기 때문이죠. 많은 자동차 기업들이 현재 코로나 사태로 인해 락다운, 임시적 공장폐쇄, 전반적인 침체를 겪으면서 감당하기 어려운 면이 있을 겁니다.

따라서 레벨5로 직행하는 혁신적인 단계를 취하기 보다 자동차 기업들은 레벨2+(특정 조건 하에서 일부 핸즈프리)에 집중해 점차 자율주행으로 나아가는 방식으로 운전자 지원 기능을 단계적으로 개발시키고 있습니다. NXP는 이런 단계적 개발에 완벽하게 맞는 기술을 제공할 수 있습니다. NXP의 자동차 게이트웨이 솔루션, 풍부한 레이더 포트폴리오, S32 프로세싱 플랫폼, 안전한 V2X 기술, 이 모든 기술에 갖춰진 안전한 차량 네트워킹까지 제공이 가능합니다.

지난 2년간 완벽한 자율주행 자동차의 구현에 여러 걸림돌이 발견되었으며, 이는 그 열기를 좀더 현실적인 관점에서 바라볼 수 있게 만들어주었습니다. 자율주행차 개발의 침체를 불러온 요인으로는 안전상의 우려 문제도 있었지만 정부 규제·법적 기준의 부재도 있었습니다.

레벨2 이상의 자율자동차 외에도 자동차 제조업체들과 전세계적으로 정부기관 모두가 전기 자동차를 크게 추진해 나가고 있습니다. 폭스바겐이나 제너럴 모터스와 같은 주요 대형 자동차 업체들은 아시아 자동차 업체들과 더불어 미래에는 모든 자동차를 전기 자동차로 전환할 것을 발표했습니다.

그리고 정부는 그 인프라에 대거 투자하고 있습니다. NXP는 빠른 시일내에 얼리 어댑터는 물론 일반 대중들까지 전기자동차를 사용할 것으로 예상합니다. 그러나 소비자들은 여전히 여러 가지가 개선되기를 기대합니다. 즉, 더 긴 주행 거리, 광범위하고 다양한 자동차 모델, 편리하고 적절한 충전 인프라 등입니다. 비용도 문제이긴 하지만, 2024년 무렵에는 비용이 균형점을 찾을 수 있을 것으로 예상합니다.

아울러 꼭 말씀드리고 싶은 것은 연결성(connectivity)에 대한 강력한 추진력입니다. NXP가 S32G 보안 게이트웨이 솔루션을 도입하면서, OTA(Over-the-Air) 업데이트와 같이 대용량 데이터 패키지를 안전하게 처리할 수 있는 강력한 프로세서가 생겨났습니다. 이는 자동차 제조업체와 소비자들에게 혜택을 줄 수 있는 새로운 서비스의 역량을 키우며 커넥티비티가 더욱 가속화되고 있습니다."

"전반적으로 한국의 상황은 꽤 괜찮은 편이라고 생각합니다. 개인적으로 한국이 자동차 기술 발전에서 보여준 빠른 속도와 열정에 감동받았습니다. 한국이 전기자동차에 초점을 두는 동시에 자동차 커넥티비티와 센싱 최적화, ADAS 개선을 통한 자율성 레벨2와 3 단계 구현, 지속가능성 최적화에 더욱 노력을 기울인다면 더욱 좋을 것이라고 생각합니다.

이와 함께 한국 정부가 스마트 도시 인프라 구축과 모빌리티에 대한 계획이 담긴 디지털&그린뉴딜 정책의 모멘텀을 계속 유지하여 강력하게 추진해 나간다면, 미래 모빌리티 분야에서 중요한 부분을 선점하고, 더욱 두각을 나타낼 것이라고 생각합니다.

또한, 자율주행차나 미래 모빌리티는 자동차 업계를 넘어 다른 산업으로 점차 확대되고 있습니다. 따라서 산업간 연계, 산학간 혹은 기업과 정부의 협력과 조율이 더욱 중요해질 것입니다. 한국은 이런 점에서도 유리한 입장에 있다고 봅니다."

"커넥티드 인포테인먼트 등 최초의 커넥티비티 기능이 자동차에 도입되면서, NXP는 차량내 보안을 설계에서부터 최초로 구현한 기업이 되었습니다. 보안을 가장 중요한 요소 중의 하나로 설계에 반영한 것이죠. 이제는 자동차가 지면에서 이동하는 스마트 커넥티드 디바이스가 되면서, 원격으로 차량 펌웨어를 변경하는 OTA(Over-the-Air) 업데이트 등과 같은 방법으로 외부로부터 공격을 방지해야 합니다.

한편, 이런 OTA는 해커들에게 또 다른 새로운 공격 벡터를 가져올 수 있습니다. 해커들은 핵심 ECU(전자제어장치)를 재 프로그래밍하여 차량을 제어하거나, OEM 펌웨어를 도용하기 위한 이 두 가지 동기로 OTA 메커니즘을 오용할 수 있습니다.

이 두 가지 상황을 모두 막기 위해 NXP는 다음과 같은 방법을 제시합니다. 예컨대 ▲펌웨어의 신뢰성 및 무결성을 보호하여 해커가 수정된 코드로 작동하는 것을 방지 ▲펌웨어를 암호화하여 해커가 코드(IP) 및 데이터에 액세스하는 것을 방지 ▲자동차와 OEM 서버 간에 안전한 엔드-투-엔드 통신을 구축해 중간 공격 방지 ▲애플리케이션을 위해 안전하고 신뢰할 수 있는 위치 확인 등입니다.

이처럼 미래 자동차에서는 기능의 안전과 더불어 보안이 가장 중요한 이슈가 될 것입니다. NXP가 전자여권, 전자 결재 등에서 축적한 보안 기술이 자동차 영역에서 실현된 것이라고 할 수 있겠습니다."

"자율주행차 개발에는 수많은 기술이 얽혀 있습니다. 각각의 기술은 OEM와 티어1간에 현재와 미래의 자동차 개발을 위해 완벽하게 통합된 플랫폼을 구성하 데 중요한 역할을 합니다. 2015년 NXP와 프리스케일 합병으로, NXP는 커넥티드 자율·전기자동차에 관련해 거의 완벽한 포트폴리오를 보유한 기업이 되었습니다. 전 세계 반도체 기업 중에서도 독보적입니다. 포트폴리오에서 하나 빠진 것이 있다면 전기 모터의 셀룰러 칩과 전원 스위치 정도일 것입니다.

따라서 NXP는 미래형 자동차라는 네바퀴 달린 스마트 커넥티드 디바이스 개발을 위한 완전한 시스템 접근법을 제공할 수 있게 됐습니다. 이러한 스마트 커넥티드 디바이스에서 핵심적인 설계 변수 중 하나가 바로 기능 안전성과 사이버 보안입니다. 앞에서도 말씀드렸지만, 이 부분은 자동차 개발 첫 단계부터 고려되야 합니다.

NXP는 시스템 설계가 진행되는 동안에도 설계자에게 무결점 디바이스의 품질과 신뢰성을 제공하는 통합 프레임워크를 만들기 위해 파트너사와 협력하고 있습니다. 최종 목표는 OEM과 티어1이 워크플로우, 상호운용성 복잡성, 그리고 이와 관련한 비용을 최소화하여 자율주행차 기술의 미래를 혁신하도록 돕는 것입니다."

"NXP는 사용자가 물리적인 접촉을 하지 않고도, 완벽한 개인맞춤식 경험을 할 수 있는 솔루션을 제공하고 있습니다.

예를 들어 NXP는 이제 사용자가 현금이나 핀 패드(pin pad)를 사용하지 않고도 비접촉 모바일 시스템을 통해 결제를 할 수 있도록 했으며, 또한 울트라와이드밴드(UWB)를 사용하면 더욱 뛰어난 비접촉식 액세스 경험을 할 수 있게 됩니다. 건물과 문에 접근하기 위해 어떤 것도 만질 필요가 없습니다. 스마트홈과 전기자동차를 와이파이6처럼 적절한 기술로 장착하는 것도 재택근무 시간대에 다른 기기와의 연결성을 확보하는 데 도움을 줍니다.

NXP의 목표는 미래의 스마트 커넥티드 디바이스 구축을 위한 핵심 기업이 되는 것입니다. 이런 스마트 디바이스는 주변환경을 최적으로 감지하고, 모든 관련 정보를 얻기 위해 클라우드에 연결되어 있어야 하며, 사고 기능도 갖출 필요가 있습니다. 스마트 디바이스를 이 모든 정보로 작동시키면 그 감지 기능이 극대화될 것입니다. 디바이스가 이렇게 작동되기 위해서는 무엇보다 사용자가 기기를 신뢰할 수 있을 때만 가능합니다. 따라서 기능 안전성과 시큐리티, 즉 보안의 그 중요성은 점점 커질 것입니다."

"반도체 산업은 지난 20년간 규모가 3배로 성장했고, 2025년까지 500억개의 커넥티드 디바이스가 생산될 것으로 예상됩니다. 지난 수년간을 모바일 디바이스와 클라우드 컴퓨팅이 주도해왔다면, 향후 10년은 엣지 컴퓨팅(Edge Computing)이 주도할 것입니다. 그리고 NXP는 NXP만의 풍부한 포트폴리오로 앞으로 10년을 맞을 준비가 아주 잘 되어 있습니다. 감사합니다."