자동차에 탑재되는 센서 수가 기하급수적으로 증가하고 있다. 센서 칩제조업체에게 자동차시장은 높은 수익을 창출하게 하지만 뜨거운 경쟁이 펼쳐지는 장이다. 인피니언의 센서 및 제어사업부를 총괄하는 랄프 본펠트(Ralf Bornefeld) 부사장을 만나 인피니언의 차별화 특성, 기술 동향, 목표 및 전략을 비롯해 그와 사업부에게 “독일미래상(German Future Award) 2015” 후보에 오르는 영예를 안겨준 “모두를 위한 레이더(radar for everyone)”에 관한 이야기를 들어보았다. 

Q. 자동차 부문은 인피니언에서 가장 큰 사업부다. 2015 회계연도에 자동차 부문 매출은 24억 유로를 기록해 가장 큰 수익을 올린 것으로 나타났다. 자동차센서 역할은 어느 정도인가.
A. 점점 더 중요한 역할을 담당하고 있습니다. 인피니언의 제품은 전력 반도체, 마이크로컨트롤러 및 센서를 포함합니다. 이러한 결합과 시스템에 대한 이해 는 “감지하고·분석하고·작동시킨다(Sense·Compute·Actuate)”라는 모토 하에 개발되는 인피니언 센서 솔루션의 기반을 이룹니다. 이는 자동차 업계에서 센서 칩 제조업체로서 인피니언이 높은 주목을 받는 이유입니다. 우리는 “감각 인지”에 해당하는 센서와 “두뇌”에 해당하는 마이크로컨트롤러, 그리고 “근육”에 해당하는 액추에이터를 매끄러운 전체 솔루션에 결합했습니다. 자동차 시스템 공급업체는 단일 소스로부터 훨씬 손쉽고 안전하게 맞춤화된 시스템을 확보할 수 있습니다.

인피니언의 광범위한 포트폴리오가 우리에게 많은 이익을 가져다 주는 것은 분명하지만, 궁극적으로 우리는 고객이 인피니언 솔루션에 익숙해지도록 포트폴리오를 가능한 단순하게 만들기를 원합니다. 이와 더불어 서비스 개념이 점점 중요해지고 있는데, 이제 시장의 요구에 부응하는 제품을 개발한 다음 그에 대응하는 서비스를 제공해야 합니다. 일례로 자기 센서를 위한 인피니언의 온라인 시뮬레이션 툴은 고객의 측정작업을 간편하게 만들어 줍니다. 이러한 서비스는 많은 제품 그룹에 중요해지고 있으며, 인피니언은 이를 매우 중요하게 다룹니다.

Q. 인피니언은 녹색경영을 위해 세계를 “더 쉽고, 안전하게, 친환경적으로” 만드는 것을 최우선 과업으로 선언했다. 이 모토는 자동차 부문과 센서 및 제어사업부에 완벽하게 들어맞는 것 같은데.
A. 맞습니다. 자동차 부문에서 인피니언의 반도체 솔루션은 자동차의 내연기관 또는 하이브리드/전기 구동과 함께 광범위한 분야에 걸친 반도체 솔루션을 개발하고 있습니다. 이들 솔루션은 지속성, 편의성, 안전성과 정보의 보안을 높여줍니다. 예를 들어 인피니언의 전력반도체는 모든 소형 전기모터의 효율을 향상시켜 오염물질의 배출을 감소시킵니다. 인피니언의 마이크로컨트롤러와 센서는 차량을 더 똑똑하게 만들고 도로교통을 더 안전하게 만드는 운전자 지원 시스템에 사용됩니다. 그리고 마찬가지로 중요한 인피니언의 보안 마이크로컨트롤러는 네트워크화된 차량에서 민감한 데이터를 더욱 안전하게 보호합니다.

79 GHz 등 차세대 레이더

Q. 네트워크화된 차량이라는 말은 곧 안전 문제를 떠오르게 한다.
A. 인피니언의 공언된 목표의 하나가 안전 문제에 대한 우려를 없애는 것입니다. 네트워크화된 차량을 구현하는 핵심 부품 중에는 77 GHz 레이더 칩이 있습니다.

이 제품은 독일 총리가 혁신과학 및 기술에 수여하는 ‘독일미래상 2015(Deutscher Zukunftspreis 2015)’ 후보에 지명됐습니다. 이 칩은 프리미엄급 차량에만 장착되던 레이더 시스템의 가격을 크게 낮췄습니다. 이제 250~500유로만 추가로 지불하면, 신형벤츠 스마트포투나 폭스바겐 폴로 또는 골프와 같은 차량에서 안전에 핵심적인 레이더 시스템을 주문할 수 있습니다. 이러한 이유로 우리는 이를 “모두를 위한 레이더(radar for everyone)”라고 부릅니다. 이는 실제로 이 기능이 저렴한 가격으로 모든 사람이 구입할 수 있는 안전기능이 돼야 하기 때문입니다. 우리의 목표는 전 세계에서 새로 생산되는 모든 차량에 레이더가 표준기능으로 채택돼 모든 도로 이용자들의 안전을 향상시키는 것입니다.

그리고 이러한 시스템은 잠재적인 악용을 방지할 수 있도록 해커의 공격으로부터 안전하게 보호돼야 합니다. 이에 따라 인피니언은 자체 칩 카드 및 보안 부서에서 개발한 보안기술을 이용해 이미 통신을 안전하게 보호하는 특수한 보안 마이크로컨트롤러를 제공하고 있습니다.

Q. 모든 차량이 레이더 신호를 송수신한다면, 많은 양의 방사선이 발생돼 건강에 해롭지 않을까.
A. 그렇지 않습니다. 방사선 출력은 일반적으로 10밀리와트 정도입니다. 이는 휴대전화의 송신 출력이 약 1~2와트임을 감안하면 휴대전화보다 훨씬 낮은 수준입니다. 또한 우리가 이야기하고 있는 77 GHz 레이더의 밀리미터파는 인간의 세포 조직에 영향을 주지 않는 비전리방사선(nonionizing radiation)입니다.

Q. 인피니언은 2009년에 77 GHz 레이더 칩 생산을 시작했다. 아직까지 일부 공급업체만 뛰어들고 있다. 인피니언의 성공이 24 GHz 솔루션에 의존했던 다른 경쟁업체들을 끌어들일 것으로 보는가.
A. 그럴 것으로 생각합니다. 자동차에서 24 GHz 기술 채택이 감소하고 있기 때문입니다. 원인은 두 가지인데, 첫째 24GHz 안테나는 77 GHz 솔루션보다 세 배나 크기 때문에 크기면에서 24 GHz 레이더 모듈은 경쟁력이 떨어집니다. 두 번째는 자동차 애플리케이션에서 24 GHz 주파수 라이센싱이 유럽연합에서 2023년에 만료됩니다. 이에 따라 새로운 업체가 77 GHz 부문에 뛰어들 것으로 예상됩니다. 인피니언은 이미 1,500만 개가 넘는 칩을 출하함으로써 현재 77 GHz 레이더 칩 분야 시장 선두 위치를 고수하고 있으며, 이는 쉽게 바뀔거라고 보지 않습니다.

Q. 77 GHz 레이더 칩의 다음 개발 단계는 무엇인가.
A. 다음 단계는 2019년도로 계획돼 있습니다. 비교하면 최대 400 GHz의 최대 주파수를 갖는 부품을 선보일 예정입니다. 인피니언의 현재 솔루션은 200 GHz입니다. 그러나 레이더를 위한 77 GHz에서도 고주파수는 칩에 더 적은 열을 발생시켜 이점을 제공합니다. 인피니언은 고주파수 칩과 함께 레이더 애플리케이션에 맞춰 그에 대응하는 AURIX 마이크로컨트롤러와 전원을 위한 부품을 제공하고 있습니다. 약 3-4년 후에는 최대 주파수가 약 600 GHz인 다음 기술 단계를 선보일 수 있을 것입니다. 솔루션은 인피니언의 업데이트된 AURIX 세대의 마이크로컨트롤러를 탑재해 더 집약적인 레이더 작업을 처리하고 더욱 복잡한 알고리즘을 평가하게 됩니다. 이와 더불어 약 2020~2022년 기간에 또 다른 길을 열어나갈 예정입니다.

레이더 칩을 고주파수 측면에서 현재의 실리콘게르마늄(SiGe) 방식이 아닌 전통적인 CMOS 공정을 이용한 단일 칩 솔루션으로 제조할 계획입니다. 이러한 레이더 칩은 최대 50미터의 단거리에 사용돼 자동차 주변을 둘러싸는 이른바 안전 코쿤(safety cocoon)으로 보호막 역할을 해, 가령 주차 시 장애물을 인식하거나 자동차 바로 앞에 뛰어들어 길을 건너는 아이를 식별할 수 있습니다. 이러한 애플리케이션을 위해 250미터 거리에서 탐지할 필요는 없습니다. 우리는 더 작고 더 똑똑한 시스템이 필요하며, 아마도 대여섯 개는 장착될 것입니다.

현재 통상 자동차에 1개에서 3개의 레이더 시스템이 탑재되지만, 미래에는 10개까지 늘어날 전망입니다. 인피니언은 다양한 솔루션에 대해 집중적인 연구를 수행하고 있으며, 기술 리더로서 인피니언은 고객이 애플리케이션에 SiGe 기술을 탑재한 고급형 레이더 또는 고집적의 저렴한 CMOS 솔루션을 필요로 하는 지에 따라 선택할 수 있도록 할 계획입니다. 인피니언의 장점은 SiGe 및 CMOS에서 24 GHz와 77 GHz의 모든 영역에 걸쳐 능력을 갖추고 있다는 데 있습니다.

리던던트 센서 확장

Q. 미래에 특히 자동차 분야에서 전망하는 다른 기술 동향이 있다면.
A. 기능안전성의 중요성이 갈수록 높아지고 있습니다. 이에 따라 리던던트 센서가 중요해지고 있습니다. 센서는 자율주행의 기본입니다. 주행 중에 운전자는 브레이크나 스티어링 같은 안전 관련 시스템이 항상 작동가능 상태에 있다는 것을 확신할 수 있어야 합니다.

Q. 인피니언은 이런 요구에 어떻게 대처하고 있는지.
A. 우리는 지금까지 꾸준히 리던던트 센서 시스템을 공급해왔지만, 이런 방향으로 포트폴리오를 더욱 확장할 생각입니다. 우리에게 “비상 조항기능”이라는 용어는 솔루션을 위한 필수적인 요구사항을 의미합니다. 예를 들어 인피니언의 각도센서 TLE5309D는 특별히 이런 목적에 맞춰 설계됐습니다. “D”는 듀얼다이(dual-die)의 약자입니다. 각각을 서로 모니터링하는 2개의 센서를 개별 센서 크기인 불과 4×5×1.2 mm(간격을 포함한 높이) 크기의 단일칩 패키지에 통합했습니다. 이 경우 AMR과 GMR과 같이 다양한 센서 기술을 결합할 수 있습니다. 이와 같은 이른바 다양한 리던던트 센서 기술은 다시 한 번 높은 수준의 기능안전성을 제공합니다. 기술적으로 그리 간단하지는 않지만, 인피니언은 두 분야 모두에 깊은 전문지식과 생산능력을 갖추고 있어 이를 달성할 수 있습니다.

Q. 듀얼 다이 구조로 가는 동향이 보이는가.
A. 자기센서를 탑재하는 애플리케이션과 높은 가용성을 갖춰야 하는 시스템에서 그런 동향을 볼 수 있습니다.

Q. 올해 제품 로드맵은 어떻게 되는가.
A. 2016년에 우리는 GMR에 기반한 차세대 ABS 센서 칩을 시장에 선보일 예정입니다. 이 고감도 센서는 더욱 정밀한 측정이 가능하고 보다 신속하게 반응합니다. 현재 ABS는 단순한 고속제동을 위한 보조장치를 뛰어넘는 훨씬 많은 역할을 해, 이런 센서 칩에 대한 분명한 요구가 존재합니다. 또 언덕에서 뒤로 밀리지 않도록 방지하는 오르막 밀림방지 기능과 같은 새로운 기능들이 있습니다. 이 경우 적시에 반응하기 위해서는 센서가 저속에서도 매우 짧은 시간에 바퀴의 회전방향을 인식해야합니다.

지난해 인피니언은 이미 저가의 선형홀 스위치를 소비자 시장에 선보였습니다.
올해는 자동차는 물론 산업 분야에 사용되는 5 V 홀 스위치를 출시할 예정입니다. 미래에는 이와 같은 동향이 뚜렷하게 나타날 것으로 보입니다. 이제 제품은 더 이상 한 분야에만 머무르지 않고 다양한 시장에 적용될 것입니다. 예를 들면 홀 스위치와 각도센서는 광범위한 모터 애플리케이션에서 사용이 증가하고 있습니다. 일례로 특별히 자동차시장을 위해 인피니언에서 개발한 각도센서는 자기안정적인 셀피스틱(selfie stick)에도 적용되고 있습니다. 스틱에는 3개의 초소형 모터가 통합됐으며, 각 모터는 자체적인 각도센서를 갖습니다. 미래에는 이와 같이 완전히 다른 시장에 사용되면서, 비교적 단순한 조정만으로 애플리케이션을 구현할 수 있는 제품을 훨씬 많이 보게 될 것입니다.

올해 선보일 또 다른 신제품은 스티어링 각도를 검출하는 GMR 각도센서 TLE5014입니다. 주차에서부터 완전한 자율주행에 이르기까지 자동차가 자율주행 시대로 나아감에 따라 스티어링 과정은 100% 안전한 동작을 보장해야합니다. 이를 위해 인피니언은 기능안전성의 모든 측면을 갖춘 새로운 센서를 개발했습니다.

Q.자동차 센서 분야에서 인피니언의 목표는.
A. 앞으로도 인피니언은 계속해서 자동차 센서시장보다 2배 빠르게 성장하고자 합니다.
시장조사기관 스트래티지 애널리틱스(Strategy Analytics)가 2015년 4월에 발표한 보고서에 따르면, 자동차 반도체 분야에서 인피니언은 10.5% 시장점유율로 세계 2위를 차지했습니다. 보쉬(Bosch)는 자동차 센서에서 1위를 고수하고 있으며, 인피니언은 2위를 기록했습니다. 우리는 이러한 위치를 강화하고 확대할 계획입니다.

AEM_Automotive Electronics Magazine