[김다경의 전자사전] 엔진에서 칩의 시대로…전동화 전환으로 부상한 '차량용 반도체'

[이코노믹데일리] ※전자사전은 복잡하고 어렵게만 느껴지는 '전자'분야의 최신 기술과 산업 이슈를 쉽게 풀어드리는 코너입니다. 뉴스에선 자주 등장하지만 정작 이해하기 어려웠던 이야기들을 매주 하나의 핵심 주제로 선정해 딱딱한 전문 용어 대신 알기 쉬운 언어로 정리합니다. <편집자주>

미래 자동차의 성능은 반도체의 연산 능력이 좌우할 전망이다. 과거 내연기관 차량에서는 엔진과 기계 장치가 차량 성능의 중심이었으나 최근 자동차의 전동화가 가속화되면서 배터리와 함께 ‘반도체’가 차량의 핵심 장치로 자리잡았다.

과거 내연기관 차량에서는 수십 개의 MCU(마이크로컨트롤러) 칩을 통해 엔진, 브레이크, 조명 등 개별 기능만 제어해 왔다. 반도체가 차량 원가에서 차지하는 비중도 2% 수준에 그쳤다. 하지만 전동화·자율주행이 결합된 ‘소프트웨어 중심 자동차(SDV)’ 시대가 열리면서 반도체는 모든 시스템의 핵심이 됐다. 

19일 업계에 따르면 차량 한 대에 들어가는 반도체 수는 2000개를 넘었으며 원가 비중도 6% 이상으로 확대될 전망이다. 보스턴컨설팅그룹(BCG)은 “소프트웨어 중심 차량(SDV)의 등장으로 2030년에는 차량 가격의 15~20% 이상이 반도체와 소프트웨어로 구성될 것”이라고 분석했다.

특히 차량용 반도체에서 자율주행 기능을 구현하는 애플리케이션 프로세서(AP)는 수십 개의 센서 데이터를 실시간으로 분석해 차량의 판단을 대신한다. 또한 배터리 효율을 높이고 모터 출력을 제어하는 전력 반도체 역시 전기차 성능을 좌우하는 핵심 부품으로 꼽힌다.

글로벌 시장조사 기관에 따르면 차량용 반도체 시장은 연평균 9%이상 빠르게 성장하고 있다. 오는 2030년에는 약 1380억달러 (한화 약 200조원) 규모의 시장으로 확대될 전망이다. 

이러한 가운데 현대모비스가 차량용 반도체 내재화에 적극 나서고 있다. 지난달 현대모비스는 ‘제1회 현대모비스 반도체 포럼’을 열고 K-자동차 반도체 산업을 위해 20여개 기업과 힘을 합치기로 했다. 이날 삼성전자, LX세미콘, SK키파운드리, DB하이텍, 글로벌테크놀로지, 동운아나텍, 한국전기연구원 등 주요 업체들이 참가했다.

이를 통해 지난해 기준 5% 이하였던 반도체 국산화율을 2030년 10% 이상으로 높인다는 계획이다. 앞서 현대모비스는 2020년 그룹 계열사였던 현대오트론으로부터 반도체 사업 부문을 1332억원에 인수하는 계약을 체결한 바 있다. 이후 차량용 반도체 연구개발을 지속해왔다.

차량용 반도체 내재화는 지난 2021년 발생한 ‘차량용 반도체 대란’이 계기가 됐다. 당시 차량용 반도체 수요는 급증했지만 공급이 따라주지 못하면서 완성차 생산에 차질이 빚어진 것이다. 이규석 현대모비스 대표이사는 “반도체 공급 문제는 재발 할 수 있어 근본적인 대비가 필요하다고 생각했다”고 밝혔다.

현대모비스는 현재 에어백용 통합반도체, 친환경차용 전원반도체, 모터제어용 통합반도체, AVN(오디오·비디오·내비게이션) 전원반도체 등 총 16종의 차량용 반도체를 자체 개발해 외부 파운드리를 통해 양산하고 있다. 올해 양산 규모만 2000만 개에 달한다.

또한 배터리관리시스템, 램프, 통신용 반도체와 네트워크 SoC(System on Chip) 등 총 11종의 차세대 반도체를 3년 내 연구개발 완료를 목표로 개발 중이다. 이를 위해 국내 주요 파운드리 기업들과 협력해 스마트앰비언트 램프반도체와 구동통합반도체 등 공동개발 성과를 내고 있으며 향후 양산으로 연결될 계획이다.

현대모비스는 “차량용 반도체 생태계 구축에 참여하는 기업들에 대한 지원을 아끼지 않을 계획”이라며 “설계부터 품질관리 전 과정에서 확보한 연구개발 노하우를 협력사들과 적극 공유하겠다”고 밝혔다.