[e돋보기] 차량용 반도체

[양태훈기자] 차량용 반도체는 차량의 내·외부의 온도·압력·속도 등의 각종 정보를 측정하는 센서와 엔진·트랜스미션 및 전자장치 등을 조정하는 각종 장치 등에 사용되는 반도체를 말한다.

최근 차량의 전장부품화, 전기차 및 하이브리드카 개발이 가속화 되면서 차량용 반도체 적용이 급증하는 추세.

현재 자동차 1대에는 메모리·비메모리 반도체, 마이크로콘트롤러유닛(MCU) 등 약 200여개 이상의 반도체가 탑재되고 있다. 자율주행자동차와 같은 미래형 자동차 시장에서는 더 많은 반도체가 사용될 것으로 전망되고 있다.

차량용 반도체는 PC나 휴대폰 등의 일반 반도체보다 높은 수준의 안정성과 내구성을 요구한다.

예컨대 '영하 40도에서 영상 155도의 동작 온도 조건'·'15년 이상의 수명'·'0%에 가까운 불량률' 등을 충족해야한다.

상온에서 신뢰성 테스트를 거치는 IT 제품과 달리, 자동차용 반도체는 극한의 상황에서 약 42일 동안 정상 작동하는 자동차 전바부품 협회의 차량용 반도체 신뢰성인증인 'AEC-Q100'을 거쳐야 한다.

현재 전 세계 차량용 반도체 시장은 NXP, 인피니언 테크놀로지스, ST마이크로일렉트로닉스, 르네사스, 덴소 등 유럽과 일본의 반도체 기업들이 센서부터 무선주파수(RF), 전원관리 등의 통합 반도체와 고전압 차량용 전력 반도체 등을 주요 제품으로 시장에서 경쟁하고 있다.

전체 시장에서는 MCU, 센서, 트랜지스터, 아날로그 등 4개 제품이 전체 차량용 반도체 시장에서 가장 높은 비중을 차지한다.

이는 차량용 반도체가 센서를 통한 내·외부 각종 정보의 측정, MCU를 활용한 수집된 정보의 처리, 디스크리트(전류 스위치)를 통한 동력 전달, 아날로그 칩셋 등을 통한 각종 구동제어 및 신호처리에 주로 사용되기 때문.

국내에서는 현대자동차 그룹이 지난 2012년 현내모비스, 현대케피코, 현대자동차 등 계열사내 전장 제어 연구 인력을 모아 설립한 '현대오트론'이 대표적 차량용 반도체 기업이다.

현대오트론은 현대자동차에 필요한 자동차용 반도체를 국산화하는 것이 목표로, 자율주행 및 친환경 분야에 적용되는 반도체를 개발하고 있다. 상용차량에 적용되는 차선이탈경보, 레이더, 전자제어장치, 경보장치 및 사람-기계간 인터페이스(HMI) 등을 개발 중이다.

만도는 최근 NXP와 합병을 완료한 프리스케일과 협력해 차량용 반도체 기술을 개발 중이다. 센서를 통한 다이내믹 정보와 환경인식 정보를 이용해 차량의 안전성을 구현하는 지능형 차량 전자제어장치 개발을 추진 중이다.

동부하이텍도 지난 2010년 AEC-Q100 인증을 통과, 미국과 유럽, 일본 등의 차량용 반도체 기업의 파워트레인용 전력관리 칩이나 전조등, 후미등 모터 구동칩 및 전력관리칩 등 20여개의 제품을 공급 중이다.

SK하이닉스도 국책과제로 멀티미디어 등의 인포테인먼트 반도체나 RF, 사물지능통신(M2M) 등의 네트워크 반도체 관련 공정 개발 등 차량용 반도체 외주생산(파운드리) 사업에 착수한 상태.

LG그룹 계열사인 실리콘웍스는 4개의 모터를 하나의 반도체 구동하는 멀티채널 모토 구동칩을 세계 최초로 개발해 양산에 돌입하는 등 차량용 반도체 시장공략에 집중하고 있다.

삼성전자도 최근 독일 잉골슈타트 아우디 본사에서 차량용 반도체 개발을 위한 전략적 제휴를 맺고, 아우디의 차세대 자율주행자동차에 자사 LPDDR4 D램과 임베디드 플래시메모리인 eMMC 5.1를 공급하는 등 차량용 반도체 시장 진입 속도를 내고 있다.

한편, 시장조사업체 IHS에 따르면 차량용 반도체(파워트레인) 관련 시장은 오는 2020년까지 연평균 6%의 성장률을 기록, 2019년에는 95억 달러(한화 11조 2천242억5천만 원)의 시장규모를 형성할 전망이다.