Special 차세대 전기차용 소재기술 개발 동향 및 산업전망(2)

자동차용 센서 기술개발 동향

연규봉_한국자동차연구원 수석연구원

1. 자율주행차의 발전전망

최근 지능형 센서와 인공지능 기술의 급격한 발전으로 자율주행 자동차의 상용화가 본격화되고 있다. 먼저 각국의 완성차 업체가 글로벌 자율주행 자동차 시장에 가장 적극적으로 진출하고 있으며, 이에 자율주행 자동차의 시장 규모는 2020년 약 71억 달러를 기록한 이후 연평균 41.0% 성장하여, 2035년에는 약 1조 1,204억 달러에 이를 것으로 예상된다. 또한 자동차 부품 기업은 가치사슬의 공급자에서 기술리더로 도약할 가능성이 높아지면서, 글로벌 자율주행차용 센서 시장 또한 2022년까지 약 258억 달러로 크게 성장할 전망이다.
최근에 들어 자동차용 센서에서는 자율주행시대와 더불어 인공지능기술이 급속도로 발전하고 있어 센서 기술과 이들이 접목되면서 혁신적인 기술 발전이 전개되어 나갈 것으로 전망된다. 특히, 반도체 기술을 이용하게 되면서 센서는 더욱 소형화가 되어 가고 있으며 대량생산에 의해 수율도 좋아져서 원가도 낮아지고 있다. 집적화 기술의 발전은 한 개의 소자에서 여러 가지 가능을 할 수 있는 다기능 소자의 출현을 가져왔다.
여러 가지의 센서 소자와 전자 회로, 통신 기능 및 마이크로프로세서까지 일체화된 센서 시스템 반도체 칩이 출현하면서 센서의 다기능화와 지능화 된 스마트 센서(Smart Sensor)는 센서 시스템을 소형화하고 네트워크화 함으로서 자동차의 특정 위치에 장착할 수 있도록 개발 되었다.
자동차의 전자화에 따른 다양한 전기전자 시스템은 센서의 신호를 처리하는데 보다 빠른 시간처리 및 메모리가 필요하게 되었다. 이러한 요구사항은 반도체 센서로의 변화와 더불어 마이크로프로세서의 인공지능 스마트화를 가져오게 하는 계기가 되었다. 자동차 전자화 시스템은 센서, MCU 및 파워반도체로 구성되며 상호관계는 센서는 차량 내외의 정보를 검지해서 MCU로 신호처리를 하여 네트워크를 통해서 관련 ECU에 신호를 보내면 ECU에서는 이를 분석한 후 액추에이터의 동작을 조종 제어하여 주도록 하는 경로를 구성하고 있다.
반도체 기술 집적도 향상에 따라 나노 스케일에 이르는 나노 기술(Nano Technology)이 적용되면서 기존에 불가능하던 기술이 현실화 되고 있다. 라이더 센서의 경우 종전에는 검지한계가 수십 미터 정도였으나, 최근 반도체형 발광 및 수광 어레이 센서의 등장으로 향상된 검지능력을 갖추어서 자동차 환경에서도 활용할 수 있게 되었다.
자동차분야는 자율주행자동차의 기술개발에 따라 소요되는 레이더, 라이다, 영상 센서 등 360도 주변 상황을 빠짐없이 인지하기 위한 센서 개발이 필수적이며, 다양한 포맷의 수집데이터를 조합하는 센서 퓨전 기술, 이를 분석하고 판단하는 고성능 컴퓨터와 소프트웨어가 플랫폼을 기반으로 확대 적용될 것으로 전망된다.

그림 4. 자율주행 LiDAR 시스템 검지 예시
※ 출처: Velodyne LiDAR

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