이 글은 Moor Insights and Strategy가 자동차 산업의 트렌드와 OEM이 마이크로컨트롤러를 선택할 때 직면하는 주요 과제들을 분석한다. OEM은 치열한 경쟁 속에서 개발 기간 단축과 비용 절감을 동시에 달성하려고 한다. 혁신은 단순히 새로운 기능을 구현하는 데 그치지 않고, 시장 출시 속도, 유연한 대응력, 규제 및 소비자 기대에 대한 준수까지 포함한다. 이런 급변하는 환경에서 MCU의 설계 선택은 성장의 원동력이 될 수도, 병목 요인이 될 수도 있다. ST의 차량용 Stellar MCU는 xMemory를 통해 이런 과제에 대응한다.

글 | 앤셜 새그(Anshel Sag) 부사장, Moor Insights & Strategy






불확실한 거시경제 환경에도 자동차 산업은 전동화 전환을 향해 지속적으로 나아가고 있다. 미국의 전기차(EV) 판매량은 2011년 0.2%에서 2025년 1월 현재 9.1%로 상승했다.¹ 업계의 여러 전망에 따르면, 2030년까지 미국에서 판매되는 차량의 50%는 EV가 차지할 것으로 보인다.² 
중국의 EV 성장세는 더 놀랍다. 2025년 2월 EV 판매량은 전년 대비 20% 증가했는데, 해당 월의 전체 승용차 판매량 중 전기차 비율이 24%에 달했다.³ 

전동화 전환과 더불어, EV 사용자 경험의 많은 부분을 주도하고 있는 테슬라(Tesla)와 같은 기업과 경쟁하기 위한 소프트웨어 정의 자동차(SDV) 아키텍처를 도입하려는 트렌드도 뚜렷하다. 모건 스탠리는 SDV가 2029년까지 전체 자동차 생산량의 90%를 차지할 것으로 예상했다.⁴ 
OEM 간 경쟁이 치열해지면서 이들은 개발 일정을 단축하고 비용을 절감하는 새로운 방법을 모색하고 있다. 그리고 갈수록 짧아지는 개발 일정 속 혁신은 단지 새로운 기능을 구현하는 데 그치지 않는다. 이는 차량을 시장에 더 빠르게 출시하고, 시간이 지남에 따라 조정하며, 변화하는 규제 요건과 소비자 기대를 충족하는 것까지 포함한다. 그리고 이런 경쟁에서 마이크로컨트롤러 수준의 설계 선택은 성장의 촉매제가 될 수도 혹은 지체 현상을 일으킬 수도 있다.

이런 새로운 환경에서 경쟁력 있는 OEM은 급변하는 시장 상황과 새롭게 등장할 수 있는 기능에 적응해야 한다. 더 많은 기능을 제공하고, 플랫폼의 불확실성을 관리하면서 미래에 대비하면서 새로운 차량을 빠르게 시장에 출시할 수 있어야 한다. 하드웨어는 크게 변경하지 않으면서 확장성이 뛰어나 소프트웨어 메모리와 복잡성의 변동에 적응해야 한다.

AI를 포함해 더 많은 기능을 제공하면서도 업데이트가 쉽고 고객을 만족시키면서 새로운 수익원을 창출하는 비용 효율적인 차량을 제공할 수 있는 방법은 존재한다. 더 큰 메모리 용량을 갖춘 다용도의 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)은 이미 비용에 민감한 OEM에서 개발 속도를 높이고 비용을 절감하는 데 도움을 주고 있다. 이는 차량의 중요 데이터가 많이 저장되는 내장형 비휘발성 메모리(eNVM)를 갖춘 마이크로컨트롤러를 사용해야 한다는 의미이며, 특히 차량이 소프트웨어 정의 방식으로 발전함에 따라 이는 더욱 중요해진다. ST의 xMemory 기반 Stellar는 메모리 세분화 기능을 사실상 무제한으로 제공하는 확장성이 매우 뛰어난 MCU다.


경쟁의 필수 과제: 출시기간 단축과 개발 딜레마 

미국 소비자에게는 테슬라가 SDV로의 전환을 시작한 주역이나, 중국의 OEM들은 그 이상의 야심 찬 디자인, 가격, 주행거리로 EV와 SDV로의 전환을 가속화하고 있다. BYD, 지리(Geely), 체리(Chery), SAIC, 샤오미(Xiaomi), 리 오토(Li Auto) 등 중국 시장의 선도 기업들은 전동화 및 SDV를 통해 새로운 사용자 경험을 창출하고 출시 기간도 크게 단축하고 있다. 중국 최대 EV OEM 중 하나인 BYD는 차량 전체 개발 주기를 18개월로 단축했는데,⁵ 이는 2023년 폭스바겐(Volkswagen)이 발표한 36개월 주기의 절반에 해당한다. 이 36개월 역시 기존 54개월에서 크게 단축된 것이다.⁶ 

이는 중국 OEM을 주목해야 하는 이유 중 하나에 불과하다. 이들은 많은 산업 트렌드를 수립하고, 특히 전동화 분야에서 업계 성장의 많은 부분을 이끌고 있다.
전반적으로 2024년은 전 세계적으로 EV 판매의 이정표가 된 해다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 1,400만 대 기록을 세웠던 2023년보다 더 늘어난 1,700만 대 이상이 판매되며 사상 최대치를 기록했다.⁷ 
같은 보고서에 따르면, 2024년 EV가 전체 자동차 판매량의 20%를 차지했고 그 성장은 중국이 주도했다. 중국의 EV 판매량은 연간 약 40% 성장했으며, 플러그인 하이브리드는 80%, 배터리 EV는 20% 성장했다. 반면 미국은 10% 성장했고, 유럽은 독일의 EV 보조금 감소로 6% 감소했다.

이처럼 경쟁이 치열한 환경에서 OEM은 최신 기술을 활용한 차량을 더 빨리 출시해야 하는 강한 압박을 받고 있다. 개발 주기 단축은 경쟁 우위로 직결될 수 있다. 반대로 조금이라도 지체가 발생하면 경쟁사들이 빠르게 새로운 트렌드를 선점할 수 있어 시장 점유율을 잃는 결과로 이어질 수 있다. 
이런 맥락에서 단순한 처리장치를 넘어 마치 차량의 중추 신경계처럼 작동하면서 제어, 통신, 안전에 중요한 기능을 통합하는 필수 요소인 마이크로컨트롤러는 확장성을 고려한 설계로 엔지니어들이 전체적으로 재설계하지 않고도 향후 소프트웨어 요구사항에 맞게 하드웨어를 조정할 수 있게 해 개발 시간을 크게 단축시켜야 한다.








SDV에 우수한 MCU가 필요한 이유     

AI와 OTA(무선) 업데이트의 등장으로 실리콘은 계속 성능 한계에 가까워지고 있다. 우선, 자동차 산업이 전동화 및 소프트웨어 정의 아키텍처로 전환되면서 차량용 MCU에 대한 메모리 수요가 증가하고 있다. 더 나아가 OEM이 지원해야 할 칩 종류가 너무 많아 소프트웨어 지원과 소싱 측면에서 환경이 지나치게 복잡해지고 있다. 다양한 MCU 공급업체마다 제공하는 메모리 용량과 유형이 다르지만, 새로운 SDV 및 AI 애플리케이션을 수용할 만큼 충분한 용량을 제공하는 업체는 많지 않다.

MCU가 차별화를 구현하는 것은 인포테인먼트나 첨단 운전자 지원 시스템 애플리케이션 기능이 아니다. 이런 기능들은 애플리케이션 프로세서에서 작동하기 때문이다. 오히려 AI 기반의 HVAC, 히트 펌프, 고속 충전 애플리케이션용 배터리 관리 시스템과 같은 기능이다. AI는 마이크로컨트롤러 내에서 모터나 배터리의 효율을 높이고 주행거리를 개선하는 데에도 활용된다. AI 기반 MCU는 이상 징후 탐지 및 예측 유지보수도 가능하게 해준다.

차량용 MCU에는 전통적으로 자동차 등급 플래시 메모리가 사용돼 왔다. 하지만 차세대 eNVM 기술인 상변화 메모리(PCM, Phase-Change Memory), 저항성 랜덤 액세스 메모리(RRAM), 자기 저항 램(MRAM) 등이 플래시 메모리의 한계를 극복하기 위해 도입되고 있다. eNVM은 차량의 핵심 코드와 중요 구성 데이터가 저장되는 공간이다. 차가 점점 더 소프트웨어 중심으로 진화함에 따라 NVM의 용량은 단순한 사양을 넘어 전략적인 설계 요소가 되고 있다. 적절한 용량의 NVM을 선택하면 차량의 현재 기능을 안정적으로 지원할 뿐만 아니라, 향후 업데이트에도 유연하게 대응하도록 해 규제 환경의 변화나 신규 기능 통합에 따른 영향을 완화할 수 있다.

개발자가 직면한 과제는 미래 지향적 설계를 위해 더 큰 NVM을 사용해야 하는 필요성과 관련 비용 및 전력 소모에 따른 불이익 사이에서 균형을 찾는 것이다. NVM을 과도하게 확장하면 부품원가(BOM)가 증가할 수 있다. 또 더 큰 메모리 용량을 제공하는 솔루션은 일반적으로 개발자에게 굳이 필요치 않은 다른 리소스(예: 더 많은 코어)를 동반하게 되면서 높은 비용과 전력 소모가 발생할 수 있다.

적절한 크기의 MCU와 적절한 양의 저가 메모리를 사용하면 개발, 제조, 지원 비용을 절감하면서도 미래에 대비할 수 있다. OEM이 동일한 MCU 아키텍처를 여러 세대에 걸쳐 재사용하고 개발 비용을 분산할 수 있기 때문이다. 또한 선택한 MCU가 이미 비용에 민감한 자동차 OEM 부문에서 비용을 증가시키지 않는 것이 중요하다. 이런 요구에 부응하기 위해, ST의 xMemory 기반 Stellar MCU는 OEM을 위해 정밀한 세분화 기능을 갖춘 확장형 제품을 제공한다.


ST의 Stellar 확장형 NVM:
MCU에 대한 차세대 접근 방식

ST의 xMemory 기반 Stellar MCU는 ST가 수년간 개발해 온 최신 PCM을 포함하고 있으며, 이는 ST의 완전한 IDM 방식 덕분이다. 이를 통해 ST는 시장 수요에 맞춰 로드맵, 비용 및 규모를 제어할 수 있다. ST의 eNVM은 28nm 및 18nm FD-SOI(완전 공핍형 실리콘 온 인슐레이터) 공정으로 제작됐으며, ST에 따르면 경쟁 제품보다 메모리 밀도가 두 배 이상 높다.⁸ 

또한, ST의 xMemory 기반 Stellar MCU는 자동차 분야의 신뢰성에 대한 산업 표준인 AEC-Q100 인증을 획득했으며, ST의 풍부한 개발자 에코시스템을 기반으로 AI를 위한 종합적인 하드웨어 및 소프트웨어 스택을 제공해 120만 명 이상의 개발자를 지원한다.
차량용 MCU 분야에서 ST의 가장 혁신적인 방식은 xMemory 기반 Stellar가 동일한 다이에서 확장가능한 NVM을 제공할 수 있다는 점이다. 구성을 10MB로 시작할 경우, 소프트웨어 용량이 증가함에 따라 메모리를 13MB, 15MB 또는 19MB까지 확장할 수 있는 유연성을 제공한다. 이 기능은 개발 주기를 단축시키고 향후 메모리 요건이 용량을 초과할 경우에 대비해 전략적 보호책을 제공한다.

xMemory 기반 Stellar처럼 확장가능한 MCU를 선택하면 엔지니어는 소프트웨어 기능을 지원하는 데 비용이 많이 드는 하드웨어 재설계를 피할 수 있다. 소프트웨어는 초기 개발 단계에서든 출시 후 OTA 업데이트를 통해서든 반드시 확장되기 마련인데, 동일한 플랫폼을 현장에서 업그레이드하므로 출시 기간과 유지보수 비용을 대폭 줄일 수 있다. 또한 xMemory 기반 Stellar와 같은 솔루션은 물류 간소화를 지원하고 부품원가의 효율성을 높여 준다. ST가 제공하는 옵션에 속하는 단일 부품 번호는 여러 NVM 프로젝트의 용량 요구사항을 지원해 조달 및 재고 관리를 간소화한다. 이를 통해 물류를 효율화하고 재고 불일치의 위험을 줄이며 규모의 경제를 통해 전체 부품원가 비용을 절감할 수 있다.

개발 중일 때뿐만 아니라 차량이 출시된 후에도 더 많은 메모리를 사용할 수 있는 역량은 자동차 OEM에 장기적으로 안정감을 제공한다. 개발자들은 과거의 하드웨어 결정에 구애받지 않고 혁신 기술을 도입하게 되면서 차량의 경쟁력을 유지하고 향후 규제 요건이나 소비자가 요구하는 새로운 기능에 맞춰 대응할 수 있다.


실행을 위한 제언

전동화와 SDV 아키텍처로의 빠른 전환은 개발 주기를 단축시키지만, 여전히 비용 문제는 중요 과제로 남아 있다. 자동차 OEM은 출시 기간을 단축하면서 소프트웨어 개발 및 유지보수 비용을 간소화하는 솔루션을 원한다. 즉, 자동차 MCU에서 NVM 용량에 대한 결정이 단순한 기술 세부사항이 아니라 향후 자동차 플랫폼의 경쟁력을 좌우할 수 있는 전략적 결정이 된다는 것이다.

ST의 xMemory 기반 Stellar는 고밀도 PCM eNVM 메모리 솔루션을 통해 더 큰 메모리 용량과 다양한 애플리케이션에 맞춰 조정할 수 있는 구성을 유연하게 제공한다. 이를 통해 개발 일정과 비용을 훨씬 수월하게 관리할 수 있다. ST는 자체 내부 설계 및 제조 역량을 바탕으로 글로벌 IDM 모델을 통해 다양한 기술과 제품을 제공하며, 고객은 유연성과 공급망 회복력을 확보하게 된다. 더불어 빠른 출시 속도는 차량이 최신 기술을 유지하도록 보장한다.

ST 솔루션은 새로운 기능 추가나 규정 준수로 소프트웨어가 복잡해질 경우, 메모리를 확장할 수 있는 유연성을 제공해 장기적인 대응력을 강화한다. 비즈니스 관점에서는, xMemory 기반Stellar는 단일 부품 번호로 보다 광범위한 구성을 지원함으로써 조달 과정을 단순화하고 부품원가의 효율성을 높인다. xMemory 기반 Stellar를 통한 ST의 MCU에 대한 접근 방식은 초기 개발 단계의 개선을 실현하고, 지속적으로 진화하는 EV 환경에서 차량 플랫폼의 장기적인 안정성을 확보할 수 있도록 도움을 제공한다.