차량용 반도체 편집하기

 

'''차량용 반도체'''<!--차량용반도체-->(Automotive Semiconductors)는 자동차가 스스로 운전하거나 [[전기]]로 움직일 수 있도록 각종 [[시스템]]을 제어하는 [[반도체]]이다.<ref name="전황수">전황수, 김현탁, 노태문, 〈[https://ettrends.etri.re.kr/ettrends/190/0905190001/001-011_%EC%A0%84%ED%99%A9%EC%88%98.pdf 차량용 반도체 공급망 생태계]〉, 《한국전자통신연구원》</ref>

1980년대에 전자식 연료 분사 장치를 적용한 자동차가 상용화된 것을 시작으로 자동차의 필수 부품으로 반도체가 사용되고 있다. 자동차 곳곳에 반도체가 쓰이면서 안정성뿐만 아니라 편의성까지 높이게 됐다. 많은 전자 산업 분야에서도 차량용 반도체 사업 진출로 확장을 계획하고 있을 만큼 자동차 반도체에 대한 미래 성장 가능성이 주목된다. 2016년 출시되고 있는 자동차에는 안전, 편의를 위한 전자 장치들이 다양하게 사용되어 한 대당 평균 200~400개가량의 반도체가 필요했다. 이렇게 자동차에 장착되는 여러 전자기기를 제어하기 위해 사용되는 반도체를 바로 차량용 반도체라고 한다. 차량용 반도체는 자동차의 센서, 엔진, 제어장치 및 구동장치 같은 핵심 부품에 주로 사용되고 있어서 보통 컴퓨터, 스마트폰 등에 쓰이는 가정용 반도체보다 훨씬 높은 수준의 안전성과 내구성이 필요하다. 자동차의 뜨거운 [[엔진]] 열과 속도 등의 조건을 견뎌내야 하고 무엇보다 사람의 안전을 좌우할 수 있어서 차량용 반도체는 고품질의 반도체가 요구될 수밖에 없다.<ref name="영하이">영하이라이터, 〈[https://news.skhynix.co.kr/1271 자동차에도 반도체가 들어있다?]〉, 《에스케이하이닉스 뉴스룸》, 2016-06-07</ref> 또한, 차량용 반도체는 차량에 들어가는 칩이라 할 수 있다. 이 칩들은 미래 자동차 기술을 구현하는 데 상당히 중요한 역할을 한다. 우리 몸의 두뇌처럼 자동차의 움직임을 제어하는 [[애플리케이션 프로세서]](AP)부터 도로 위 정보를 수집하는 각종 [[센서]]와 이를 각종 운행 [[데이터]]로 바꾸는 [[그래픽처리장치]](GPU), 차량 내 전력량을 알맞게 조절하는 전력 반도체, 차량 간 통신이 가능한 통신 칩까지 다양한 칩들이 자동차 안에 숨어있다. 게다가 [[인공지능]](AI) 기술, 정보와 즐거움을 동시에 전달하는 [[인포테인먼트]] 기술도 중요해지면서 더욱더 많은 반도체가 필요해질 것으로 보인다. 실제 시장조사업체에 따르면 기존 내연기관 자동차 대비 [[전기차]]에 필요한 반도체 사용 금액은 갑절 가까운 92%나 증가할 것으로 예상된다.<ref name="강해령">강해령 기자, 〈[https://m.etnews.com/20210305000145?obj=Tzo4OiJzdGRDbGFzcyI6Mjp7czo3OiJyZWZlcmVyIjtOO3M6NzoiZm9yd2FyZCI7czoxMzoid2ViIHRvIG1vYmlsZSI7fQ%3D%3D (대한민국 희망 프로젝트) 차량용 반도체 대란]〉, 《전자신문》, 2021-03-07</ref> [[자율주행]](Automatic Driving)에서는 차량의 [[소프트웨어]]적 측면이 강조되면서, 기존과 같이 전장 부품의 보조적 기능 제공에서 시스템 부품의 제어 기능으로 차량용 반도체의 그 기능과 성격이 진화하고 있다. 차량용 반도체 95%는 시스템 반도체이다. 정보를 처리하고 연산하는 [[마이크로컨트롤러유닛]](MCU; Microcontroller Unit)), 이미지와 온도를 감지하는 센서, 전력 효율성을 관리하는 반도체 등 2,000여 개에 달하는 시스템 반도체가 들어가 있다.<ref name="inho06039">inho06039, 〈[https://rue2blog.com/%EC%B0%A8%EB%9F%89%EC%9A%A9-%EB%B0%98%EB%8F%84%EC%B2%B4-%EB%B6%84%EC%84%9D%ED%95%B4%EB%B3%B4%EA%B8%B0/ 차량용 반도체 분석해보기!]〉, 《네이버 블로그》, 2020-08-19</ref> 이에 따라 차량용 반도체 시장 규모도 대폭 증가할 전망이다. 시장 조사업체 아이에이치에스 마킷(IHS Markit Ltd)은 차량용 반도체 시장이 2026년 676억 달러로 커질 것으로 기대했다. 또 다른 시장 조사업체 인터내셔널 협동조합(KPMG International Cooperative)도 차량용 반도체 시장이 연평균 6~7% 성장해 2040년에는 1,500억~2,000억 달러 규모가 되리라 예측할 만큼 이 시장은 상당히 전도유망하다.<ref name="강해령"/>

===해외 차량용 반도체 공급망===

====기존의 차량용 반도체 업체====

네덜란드의 엔엑스피반도체는 차량용 반도체로 ADAS·안전, 차체, 자율주행, 파워트레인, 차량 간 네트워킹, 인포테인먼트용 반도체, 마이크로컨트롤러유닛 및 마이크로프로세서가 있고 센서로는 자기장 센서, 타이어 공기압 경보장치(TPMS), 가속 센서 등이 있다. 2015년 3월, 미국 [[프리스케일 세미컨덕터]](Freescale Semiconductor, Inc.)를 167억 달러에 인수해 세계 최대 차량용 반도체 기업이 되었다. 2019년, 세계 차량용 반도체 시장의 21%를 차지하고 매출 절반이 차량용 반도체에서 나온다. 고객으로 [[테슬라]](Tesla), [[포드]](FORD), [[혼다]](Honda Motor Co. Ltd.), 토요타, 현대자동차㈜, 비엠더블유 등 대다수 완성차업체를 두고 있다. 독일의 인피니언 테크놀로지스는 차량용 반도체 2위 업체로 고전압 차량용 전력반도체 분야에서 세계 최고이다. 2019년 6월, 미국 [[사이프레스]](Cypress)를 90억 달러에 인수했다. 차량용 반도체 매출 비중이 41%에 달하고 다양한 포트폴리오를 구비했다. 다임러 [[메르세데스-벤츠]]((Mercedes-Benz), 비엠더블유, 폭스바겐, 현대자동차㈜ 등이 고객이다. 일본의 르네사스 일렉트로닉스는 세계 3위 업체로 차량용 마이크로컨트롤러유닛, 차량 정보용 [[단일 칩 체제]](SoC; System on Chip), 산업용 마이크로컨트롤러유닛을 생산하고 있다. 2016년 8월, 미국 [[인터실]](intersil)을 3,000억 엔에 인수해 [[하이브리드차]] 및 전기차 배터리 전압제어 반도체 부문을 보강했다. 2019년 9월, 미국 반도체 설계기업 [[메신저바이오텍]](IDT)를 60억 달러에 인수해 반도체 설계·개발을 강화했다. 2021년 2월에는 [[영국]] 반도체 설계기업 [[다이얼로그 세미컨덕터]](Dialog Semiconductor)를 49억 유로에 인수했다. 토요타, 혼다, 닛산, 포드, 폭스바겐에 차량용 정보시스템 반도체를 공급하고 있다. 세계 4위 업체인 텍사스 인스트루먼트는 단일 칩 마이크로컨트롤러유닛을 세계 최초로 개발했으며, 아날로그 반도체, 차량용 마이크로컨트롤러유닛, 차량용 인포테인먼트 시스템용 애플리케이션 프로세서, 임베디드 프로세싱을 생산하고 있다. 매출 중 차량 반도체 비중이 13%에 달한다. 5위 업체인 스위스의 ST마이크로일렉트로닉스는 가전용 주문형 반도체, 차량용 반도체, 전력반도체, 컴퓨터 주변 장치용 반도체, 실리콘 카바이드(SiC) 칩을 생산한다. 매출 중 차량 반도체가 37%를 점유하고, 아날로그/센서가 33%, 마이크로컨트롤러유닛/디지털 IC가 30%를 차지하고 있다. 보쉬, 폭스바겐, 메르세데스-벤츠 등을 고객으로 두고 있다.<ref name="전황수"/>

|align=left |* 세계 전력반도체 1위, 차량용 반도체 2위<br>* 고전압 차량용 전력반도체 세계 최고<br>* 1999년 지멘스에서 반도체 부문 분사<br>* 2019년 6월 미 사이프레스 인수<br>* Power 300 프로젝트 통해 300mm 웨이퍼로 전력반도체 생산<br>* 차량용 반도체 매출 비중이 41%<br>* 메르세데스-벤츠, BMW, 폭스바겐, 현대차 등이 고객

====신규 진입 업체들====

차량용 반도체 시장이 커지고 자율주행과 인공지능으로 영역이 확장되자 퀄컴, 인텔, 엔비디아, 삼성전자, [[애플]](Apple), 테슬라 등 글로벌 [[아이티]](IT) 기업들이 신규로 진입하고 있다. 이들은 스마트폰 등 모바일부문에서 축적한 애플리케이션 프로세서 및 [[운영체제]](OS) 노하우를 자동차에 적용하고, 자율주행차에 필요한 인공지능 시스템, 비전 컴퓨팅 시스템, 자동차용 데이터 통신 솔루션 등을 개발해 차량용 시스템 반도체의 새로운 시장을 개척하고 있다. 이들은 인수합병(M&A), 인공지능 반도체 중심으로 자체 칩 개발, 티에스엠시 등 파운드리 업체와의 위탁생산 협력을 통해 시장에 진입하고 있다. 차량용 반도체 분야 인수합병의 대표적인 사례로는 2015년 3월, 5위 업체인 엔엑스피반도체가 4위 업체인 미국 [[프리스케일]](Freescale)을 167억 달러에 인수해 단번에 1위 업체로 도약했다. 다른 사례들로는 2015년 11월, [[온 세미컨덕터]](ON Semiconductor)의 [[페어차일드 반도체]](Fairchild Semiconductor) 인수, 2016년 8월, 르네사스 일렉트로닉스의 인터실 인수, 2019년 5월, [[마블 엔터테인먼트]](Marvel Entertainment, LLC)의 아퀀시아 인수, 2019년 6월 인피니언 테크놀로지스의 사이프레스 인수, 2019년 9월 르네사스 일렉트로닉스의 메신저바이오텍 인수, 2021년 2월, 르네사스 일렉트로닉스의 다이얼로그 세미컨덕터 인수 등이 있다. 애플은 차량용 애플리케이션 프로세서와 운영체제를 바탕으로 자율주행용 칩과 소프트웨어 개발에 뛰어들었다. 2024년 목표로 자체 설계 배터리를 탑재한 승용차 생산을 추진하고 있고, 티에스엠시를 통해 자율주행차용 인공지능 칩을 생산할 계획이다. 퀄컴은 자동차용 애플리케이션 프로세서 신제품 스냅드래곤 820A를 출시해 2017년 [[아우디]](Audi AG)에 탑재하였다. 2021년 1월, 4세대 스냅드래곤 오토모티브 플랫폼을 공개했는데, 운전자와 탑승자를 위한 엔터테인먼트와 상황 인식 경험 재창조를 목표로 하고 있다. 엔비디아는 주력제품인 GPU가 차량용 인공지능 시스템 반도체 분야에서 수요가 급증하고 있다. 2020년, [[에이알엠 아키텍처]](ARM architecture)을 인수해 자율주행 플랫폼과 에지 컴퓨팅을 강화하려고 하고 있다. 단일 칩 체제를 기반으로 설계한 칩을 토요타, 폭스바겐 등이 활용하고 있다. 테슬라는 자율주행 경쟁력을 강화하기 위해 인공지능 이미지 처리 능력을 향상한 [[완전 자율주행]](FSD:Full Self Driving) 칩을 설계하고 있다. 기존 테슬라 차량에 탑재됐던 반도체를 넘는 성능을 보여주었다.<ref name="전황수"/>

===국내 차량용 반도체 공급망===

{{자동차 전장|검토 필요}}