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차량용 반도체 부족으로 자동차 회사의 생산 차질이 전 세계적으로 계속되고 있습니다. 단기간에 끝나지 않을 거라는 분석이죠. 이 때문에 자동차 가격이 인상될 거라는 전망도 나오고 있다. 대체 자동차 어디에, 얼마나, 어떤 종류의 반도체가 들어갈까요? 어떤 회사들이 차량용 반도체를 만들고 있을까요?
편집 = 류지인 디자이너
설명 = 이재원 기자
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#반도체 #자율주행차 #ECU
00:00 인트로
00:30 차량용 반도체 품귀 현상
01:52 차량용 반도체 부족사태의 이유
03:32 자동차 어디에 반도체가 쓰이나?
04:18 차량용 반도체는 무엇인가?
06:08 차량용 반도체의 종류
08:12 차량용 반도체의 시장성
09:32 어떤 회사가 잘나갈까?
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차량용 반도체 정확히 알자! – 카드/한컷 – 대한민국 정책브리핑
차량용 반도체는 시스템 반도체에 속하는데요. 엔진 변속기 등 파워 트레인과 각종 전자 장치, 차량용 인포테인먼트(infotainment)* 시스템 등에 탑재돼요 …
Source: www.korea.kr
Date Published: 11/7/2022
View: 8328
`박리다매` 車반도체에 뛰어들 기업없어…2025년까지 공급난 …
차량용 반도체 생산설비 증설이 더딘 가운데 반도체 주문량은 지속적으로 증가했다. 차량용 반도체는 수익성이 낮고 진입장벽이 높아 새로운 업체가 시장 …
Source: www.mk.co.kr
Date Published: 8/2/2021
View: 6155
차량용 반도체 공급망 생태계
현재 차량용 반도체의 자동차 한 대당 원가. 는 470달러로 자동차 생산원가 내 비중은 2% 수. 준이지만, 향후 전기차와 자율주행차로의 전환. 으로 원가 내 비중이 6% 이상 …
Source: ettrends.etri.re.kr
Date Published: 11/15/2021
View: 760
차량용 반도체, 3년 뒤 100조원 시장 열린다…업체간 경쟁 가열
반면 차량용 반도체 성장률은 지난해 24.6%를 기록한 데 이어 올해 17.8%, 2023년 11.3%, 2024년 13.4%, 2025년 12.9%로 5년 연속 두 자릿수를 지속할 …
Source: www.yna.co.kr
Date Published: 12/20/2022
View: 4658
차량용 반도체 ‘보릿고개’…“수급난 2년 더 간다, 국내 업체 키워야”
‘차량용 반도체 전문가’ 이성수 숭실대 교수 인터뷰 “자동차 수요 급감해야 2023년 수급난 해소”“추위·더위 견디며 15년 이상 고장 없어야”“높은 …
Source: www.hani.co.kr
Date Published: 9/27/2022
View: 1373
자동차용 반도체 시장 동향 및 기술현황 – Korea Science
자동차용 반도체는 엔진과 변속기 상태를 제어하는. 자동차 속 컴퓨터라 할 수 있는 ECU(Electronic. Control Unit; 전자 제어장치)나 센서 신호의 증폭,. 신호처리, ASIC( …
Source: www.koreascience.or.kr
Date Published: 5/4/2022
View: 126
“자율車 최고 수혜 산업으로”… 차량용 반도체 전쟁 – 조선일보
하지만 전기자동차·자율주행차의 상용화가 본격화하면서 기업들이 ‘미래 먹거리’ 확보 차원에서 다시 이 시장에 주목하기 시작한 것이다. 차량용 반도체 …
Source: www.chosun.com
Date Published: 10/25/2022
View: 9911
차량용 반도체 받으려면 최대 1년…신차 대기 1년 ‘보통’
주요 차량용 반도체 공급 업체는 네덜란드의 NXP, 일본의 르네사스, 독일의 인피니언, 이탈리아·프랑스 합작사 ST마이크로일렉트로닉스(ST), 미국의 …
Source: zdnet.co.kr
Date Published: 4/19/2021
View: 5765
굳어지는 ‘차량용 반도체 5강 체제’ 그들만의 차별화 전략 – 헬로티
차량용 반도체는 자동차의 엔진·변속기 등 동력전달체계인 파워트레인, 계기판 등을 포함한 자동차 전자장치, 인포테인먼트 구현을 목적으로 하는 비 …
Source: www.hellot.net
Date Published: 2/23/2021
View: 7473
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주제에 대한 기사 평가 자동차 용 반도체
- Author: 티타임즈TV
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- Date Published: 2021. 6. 1.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=ATa4IN6iA4Q
차량용 반도체 정확히 알자!
우리나라의 메모리 반도체 세계 시장 점유율은 59.1%
여기서 잠깐! 메모리 반도체는 무엇이고 반도체의 종류는 어떻게 나까요?
◆ 메모리 반도체
반도체는 용도에 따라 메모리 반도체와 시스템 반도체로 구분돼요.
정보를 저장하기 위해 사용하는 메모리 반도체는 대량생산이 가능해 비교적 가격이 저렴한 편이죠.
◆ 시스템 반도체
시스템 반도체는 비메모리 반도체로도 불리며, 데이터를 해석하고 계산해 처리하는 역할을 해요.
반도체 시장에서 시스템 반도체의 비중은 메모리 반도체의 약 2배 정도를 차지한답니다.
차량용 반도체는 시스템 반도체에 속하는데요.
엔진 변속기 등 파워 트레인과 각종 전자 장치, 차량용 인포테인먼트(infotainment)* 시스템 등에 탑재돼요.
* 정보(information)와 오락(entertainment)의 합성어로 자동차가 이동 수단을 넘어 문화와 생활공간으로 거듭나고 있다는 의미
요즘은 자동차를 움직이는 전자기기라고 할 정도로 전자 장비의 비중이 높아졌는데요.
여기에 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance systems) 같은 장치들이 장착되며 자동차에 탑재되는 반도체 수가 급증했죠.
일반 자동차 기준 평균 200~300개, 전기차는 1000개, 자율주행 자동차에는 2000개 이상의 차량용 반도체가 사용될 정도랍니다.
차량용 반도체는 단순한 작동 제어 부품에 사용돼 수익성이 낮고 다른 반도체에 비해 교체 주기도 7~10년으로 매우 길죠. 이러한 요인들이 높은 생산 진입장벽을 만들며, 최근의 차량용 반도체 수급난으로 이어지고 있답니다.
산업통상자원부는 차량용 반도체 수급난 해소를 위해 ‘설계·제조기술 내재화 등 공급망 안정화에 최선을 다하겠습니다.
‘박리다매’ 車반도체에 뛰어들 기업없어…2025년까지 공급난 예고
◆ 끝 안보이는 車반도체 대란 ◆차량용 반도체 공급난이 뾰족한 해결책을 찾지 못한 채 계속되고 있다. 차량용 반도체 생산설비 증설이 더딘 가운데 반도체 주문량은 지속적으로 증가했다. 차량용 반도체는 수익성이 낮고 진입장벽이 높아 새로운 업체가 시장에 진출할 가능성이 낮다. 공급 부족 현상이 최소 1년 이상 지속될 것으로 전망되는 배경이다. 최악의 경우 2025년까지 공급난이 계속될 것이라는 시나리오도 나온다.차량용 반도체는 자동차 전자장비, 엔진 등을 제어하는 핵심 부품이다. 계기판에 내·외부 온도나 타이어 공기압이 표시되고, 운전자가 원하는 대로 공조장치를 조절할 수 있는 것도 반도체 덕분이다. 과거에는 차량에 탑재되는 반도체 수가 적었지만 전기장치 부품(전장)이 늘어나면서 소요되는 반도체 수도 늘어나고 있다.일반적으로 가솔린 등 내연기관차 1대에는 200~300여 개, 하이브리드차에는 500~700개, 전기차에는 1000여 개 반도체가 탑재된다. 자율주행차는 더 많은 센서가 요구되는 만큼 2000여 개 반도체가 필요한 것으로 알려졌다.차량용 반도체에도 여러 종류가 있는데, 코로나19 사태 이후 가장 문제가 된 것은 자동차의 전장 시스템을 제어하는 ‘마이크로컨트롤러유닛(MCU)’이다. 사실상 자동차의 ‘뇌’와 같은 역할을 하는 부품이다.코로나19가 확산되던 2020년 초 완성차 업체들은 차량 판매가 감소될 것으로 보고 반도체 주문량을 줄였다. 반도체 제조사들은 차량용 반도체 생산을 줄이는 대신 가정·정보기술(IT) 기기를 비롯해 클라우드, 서버 등에 사용되는 반도체 생산을 확대했다. 하지만 자동차 수요가 오히려 늘어나면서 공급이 수요를 따라가지 못하는 일이 발생했다.수급이 빠듯한 상황에서 지난해 화재·한파에 따른 정전 등으로 반도체 공장 가동이 중단되는 일까지 발생하자 완성차 업계가 반도체를 구하지 못해 공장 가동을 멈추기도 했다. 설상가상으로 지난달에는 세계 3위 차량용 반도체 기업인 일본 르네사스가 지진 여파로 공장 가동을 중단하는 일이 발생했다. 업계 관계자는 “하이브리드차, 전기차와 같은 인기 차종은 주문하면 1년 이후에나 받을 수 있는데, 이는 현재 차량용 반도체 리드 타임(주문 후 공급까지 걸리는 시간)과 일치한다”며 “단기간에 해결할 방법이 없다”고 말했다.자동차 편의 사양이 확대되고 전기차가 늘어날수록 차량용 반도체 수요도 증가한다. 하지만 차량용 반도체의 특수성 때문에 신규 업체의 시장 진입은 좀처럼 찾아보기 힘들다.차량용 반도체는 첨단 기술이 탑재된 반도체라기보다 극한 환경에서 무리 없이 작동해야 한다. -40~70도의 기온뿐만 아니라 주행 중에 발생하는 불규칙한 진동도 버텨야 한다. 이 같은 환경에서 최소 10년 이상 고장 나지 않아야 한다. 전황수 한국전자통신연구원(ETRI) 책임연구원은 “반도체가 고장 나면 차량에 문제가 생겨 완성차 업체의 신뢰도 하락으로 이어진다”며 “완성차 업체들은 이 때문에 시장에서 이미 신뢰성을 확보한 기업의 제품을 선택한다”고 말했다. 신규 업체가 제품의 내구성 테스트를 마치고 차량에 탑재하기까지는 최소 5년에서 길게는 10년 가까이 걸린다.차량용 반도체는 메모리 반도체와 달리 ‘다품종 소량 생산’ 체제다. MCU의 경우 스포츠유틸리티차량(SUV) 1대에 20~40개가 들어가는데 평균적으로 7개 업체의 제품을 나눠 쓴다. 따라서 수익성도 낮다. 전 세계 MCU의 60~70%를 대만의 TSMC가 제작하는데 전체 매출에서 차량용 반도체가 차지하는 비중은 3%에 불과하다. TSMC의 한 해 매출이 70조원인 만큼 차랑용 반도체 매출은 2조원 안팎에 불과한 셈이다.전 책임연구원은 “차량용 반도체 가격은 1개당 평균 2달러로 차량용 반도체 업체가 수익성을 담보하려면 적어도 차량 3000만~4000만대에 탑재해야 한다”고 설명했다. 삼성전자, SK하이닉스 등이 차량용 반도체를 국산화해 현대자동차·기아의 전 차량에 공급해도 수익성이 변변치 않다는 얘기다.이러다 보니 차량용 반도체 시장은 NXP와 인피니온, 르네사스, ST마이크로일렉트로닉스 등 일부 업체가 오랫동안 점유율을 유지하고 있다. 국내 한 차량용 반도체 기업 연구원은 “신규 업체가 수조 원을 투입해 차량용 반도체를 개발해서 공급하더라도 수급이 안정화되면 더 이상 수익을 낼 수 없게 된다”며 “삼성전자나 하이닉스와 같은 대기업 입장에서는 매력적인 사업 분야로 볼 수 없다”고 말했다. 차량용 반도체 시장에서 한국 업체 점유율은 2.3%에 불과하다. 국내 반도체 기업 중 대다수는 수익성이 높은 IT용 제품에 초점을 맞추고 있다.전 책임연구원은 “TSMC, 인피니온 등 생산 업체들의 증설이 마무리되고 추가 생산이 시작돼야 제품 부족 문제가 해결될 수 있다”며 “내년 말쯤이면 숨통이 조금 트일 것”이라고 전망했다.한편 주요 자동차 업체들이 차량용 반도체 부족에 시달리는 가운데 완성차 업계는 반도체 공급난이 완화될 시점을 계속 늦추고 있다.아르노 안틀리츠 폭스바겐 최고재무책임자(CFO)는 최근 독일 뵈르젠차이퉁과의 인터뷰에서 “반도체 공급은 2024년에 정상화될 것”이라며 “반도체 생산량이 늘어나도 그보다 증가한 수요를 감당하지 못해 부족 현상이 계속될 것”이라고 말했다. 올리버 집세 BMW 최고경영자(CEO)는 “우리는 반도체 부족의 절정에 있다”며 “내년에 개선되기 시작할 것으로 예상하지만, 여전히 근본적인 문제에 대처해야 할 것”이라고 말했다.당초 완성차 업계는 올해 3분기부터 반도체 수급이 나아질 것으로 전망했다. 차량용 반도체 공급난은 코로나19 사태 이후 수요 예측 실패로 촉발됐는데, 이 현상이 일시적일 것으로 해석했기 때문이다.특히 차량용 반도체는 300㎜(12인치)보다 ‘구형’ 취급을 받는 200㎜(8인치) 웨이퍼 팹에서 주로 생산되기 때문에 기업들이 8인치 생산설비를 증설하기에는 부담스러운 상황이다.러시아와 우크라이나의 전쟁이 장기화되는 점도 반도체 부족에 영향을 미칠 것으로 예상된다. 글로벌 컨설팅 기업인 베인앤드컴퍼니의 기술 기업 애널리스트들은 우크라이나 사태로 반도체 공급난이 2025년까지 지속될 것이라고 전망했다.전 세계 반도체 생산에 사용되는 네온 가스 중 5분의 2가 러시아와 우크라이나에서 공급된다. 전쟁이 6개월 이상 지속되면 희귀 가스 공급에 차질이 생길 것으로 전망된다. 신용평가 기관 무디스는 “반도체 공급 부족 현상이 러시아·우크라이나 전쟁으로 심화될 가능성이 있다”고 전했다.뒤늦게 코로나19 오미크론 변이 바이러스에 휘둘리고 있는 중국 상황도 우려할 부분이다. 최근 들어 코로나19 확진자 수가 빠르게 확대되는 중국에선 상하이 등 도시 봉쇄가 장기화되고 있다. 이 여파로 반도체 생산량도 감소한 것으로 나타났다. 중국 국가통계국에 따르면 올해 1분기 중국의 반도체 집적회로(IC) 생산량은 전년 동기 대비 4.2% 감소했다. 분기별 반도체 생산량이 줄어든 것은 2019년 1분기 이후 처음이다.[원호섭 기자 / 정유정 기자][ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]
차량용 반도체, 3년 뒤 100조원 시장 열린다…업체간 경쟁 가열
시장조사업체 옴디아, 5년 연속 두 자릿수 성장 전망 인텔·삼성전자 “자율주행차 등 프리미엄 시장 잡아라”
삼성전자, 첨단 차량용 시스템반도체 3종 공개 [삼성전자 제공. 재판매 및 DB 금지]
(서울=연합뉴스) 조재영 기자 = 올해 전 세계 반도체 시장의 성장이 둔화되는 가운데 차량용 반도체는 두 자릿수대의 높은 성장률을 이어갈 것이라는 전망이 나왔다.
한동안 전체 시장을 이끌어왔던 컴퓨터·데이터 저장용 시장은 주춤해지는 반면 차량용 반도체 시장은 현재 59조원에서 2025년까지 100조원 규모로 커질 것으로 관측됐다.
최근 미국 기업 인텔이 차량용 반도체 위탁생산(파운드리) 진출을 선언한 가운데 차량용 반도체 시장을 선점하기 위한 업체 간 경쟁도 가열될 것으로 보인다.
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◇ 차량용 반도체 5년 연속 두 자릿수 성장 전망
20일 업계에 따르면 시장조사업체 옴디아는 최근 보고서를 통해 전 세계 반도체 시장 성장률이 지난해 21.1%에서 올해 4.2%로 둔화될 것으로 전망했다. 세부적으로는 메모리가 3.3%, 비메모리가 4.6% 성장할 것으로 예측했다.
다만 2020∼2025년 연평균 성장률로 보면 메모리가 11.5%, 비메모리가 6.7%로 메모리가 더 높을 것으로 내다봤다.
전체 반도체 시장 매출은 2019년에 전년보다 11.6% 감소하며 역성장했으나 코로나19 팬데믹으로 인한 비대면 문화 확산으로 스마트폰, 서버, PC 등의 수요가 늘면서 2020년에는 10.5% 성장했고, 지난해에도 두 자릿수 성장률을 이어갔다.
그러나 올해는 글로벌 공급망 위기와 중국 경기 둔화, 미중 갈등, 우크라이나 사태 등 대외 불확실성이 커지면서 성장률도 낮춰잡은 것으로 분석된다.
시장별로 보면 지난해 23.6% 성장했던 컴퓨터·데이터 저장용 분야는 올해 0% 성장률을 보이며 정체될 것으로 예측됐다.
반면 차량용 반도체 성장률은 지난해 24.6%를 기록한 데 이어 올해 17.8%, 2023년 11.3%, 2024년 13.4%, 2025년 12.9%로 5년 연속 두 자릿수를 지속할 것으로 예측됐다.
이에 따라 차량용 반도체 매출도 지난해 500억달러(약 59조8천억원)에서 2025년 840억달러(약 100조4천억원)로 늘어날 것으로 전망됐다.
[그래픽] 차량용 반도체 성장률 전망 (서울=연합뉴스) 박영석 기자 = [email protected]트위터 @yonhap_graphics 페이스북 tuney.kr/LeYN1
인텔 [EPA=연합뉴스 자료사진]
◇ 인텔·삼성전자 등 시장 선점 경쟁 치열해질 듯
이처럼 높은 성장세가 예상되자 글로벌 반도체 업체들도 이 시장에 속속 뛰어들고 있다.
최근 인텔이 차량용 반도체 파운드리 사업 진출을 선언한 것이 대표적이다.
팻 겔싱어 인텔 최고경영자(CEO)는 차량용 반도체 시장 규모가 2030년까지 현재의 2배인 1천150억달러(약 138조원)로 늘어나고, 프리미엄 자동차에 탑재되는 반도체 수도 5배로 증가할 것으로 전망했다.
그동안 차량용 반도체는 수익성이 낮은 사업으로 분류됐다.
고사양은 아니지만 다품종 소량 생산 품목인데다 안전과 직결되다 보니 제조·품질관리가 까다로워 스마트·가전 등에 들어가는 반도체에 비해 수익성이 떨어졌기 때문이다. 시장 규모도 전체 반도체 시장의 10% 정도에 불과했다. 독일 인피니온, 네덜란드 NXP, 일본 르네사스 등 5∼6개 업체만이 차량용 반도체를 공급해온 이유다.
그러나 전기차 확산과 자율주행차 등장으로 데이터 연산·처리 기능을 수행하는 고성능 차량용 반도체 수요가 급증하면서 글로벌 업체들도 시장 선점에 나서고 있다.
차량용 반도체 분야 후발주자인 삼성전자도 지난해 차세대 차량용 시스템반도체 제품을 잇달아 선보이며 존재감을 높이는 중이다.
삼성전자는 독일 아우디에 차량용 프로세서를 공급해왔으며, 테슬라 전기차에 장착될 고성능 자율주행 칩 생산도 맡은 것으로 전해졌다.
업계 관계자는 “내연기관에 통상 200여개의 반도체가 들어간다면 전기차와 자율주행차에는 이보다 훨씬 많은 반도체가 들어가 앞으로 시장이 커질 수밖에 없다”면서 “글로벌 업체들도 기존의 저사양 반도체가 아닌 프리미엄 시장 공략에 나서고 있는 것”이라고 말했다.
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차량용 반도체 ‘보릿고개’…“수급난 2년 더 간다, 국내 업체 키워야”
‘차량용 반도체 전문가’ 이성수 숭실대 교수 인터뷰
“자동차 수요 급감해야 2023년 수급난 해소”
“추위·더위 견디며 15년 이상 고장 없어야”
“높은 기술력 요구되지만 수익성은 낮아”
“신규업체 진입 장벽 높고, 신규 투자도 어려워”
“현대차, 국산 반도체 사용해주며 육성해야”
이성수 숭실대 교수가 지난 11일 숭실대 형남공학관 사무실에서 차량용 반도체에 대해 설명하고 있다.
돈이 있어도 원할 때 새 차를 못 사는 시대다. 인기 차종은 출고까지 1년 반 넘게 기다려야 한다. 자동차 부품 수급 문제 때문이다. 특히 차량용 반도체가 주범으로 지목된다. 2021년 시작된 ‘반도체 보릿고개’가 기약없이 이어지고 있다.
지난 11일 서울 동작구 숭실대에서 만난 이성수 교수(전자정보공학부)는 차량용 반도체 수급난이 2024년 이후에도 이어질 것으로 내다봤다. 한국전기전자학회 수석부회장을 맡고 있는 이 교수는 12년 전 차량용 반도체 설계 연구에 뛰어든, 이 분야 전문가로 꼽힌다. 그는 “차량용 반도체 제조사가 신규 투자를 하거나 기존 라인을 차량용으로 전환하는 움직임이 없다. 수급난이 당장 해소되기 어려운 상황”이라고 진단했다. 자동차 수요가 급감하지 않는다면 수급난은 계속될 것이란 설명이다.
차량용 반도체는 차량 내 부품과 전자장비의 두뇌 역할을 한다. 2021년 상반기부터 한파(미국)와 화재(일본)로 엔엑스피(NXP), 인피니언, 르네사스 등의 공장 가동이 중단됐다. 또 코로나19 대유행으로 말레이시아의 차량용 반도체 후공정 시설마저 마비됐다.
이 교수는 “차량용 반도체는 엔엑스피 등 7개 업체가 점유율 80%를 차지한다”며 “재고를 쌓아두지 않으며, 한번 중단되면 재가동까지 최소 3개월이 걸린다. 공장 하나가 멈추면 곧바로 공급 부족이 발생한다”고 설명했다. 그는 이어 “과거에 멈춰선 공장이 재가동을 시작했지만, 자동차 수요는 그대로 유지되면서 밀린 주문이 해소되지 않고 있는 것”이라고 덧붙였다. 과거 4주에 불과하던 리드타임(주문 뒤 제품을 받기까지 시간)은 현재 최대 30주로 파악된다.
반도체 품귀 현상은 차량용 반도체 가격을 크게 끌어올렸다. 2020년 약 8달러이던 차량용 마이크로콘트롤러(MCU)는 2021년 50달러로 급상승했고, 아직도 내려가지 않고 있다. 가격이 뛰면 공급이 늘어나야 하는데, 이 시장은 예외다. 신규업체들의 진입 장벽이 높고, 기존 업체가 생산량을 늘리기도 어렵기 때문이다.
차량용 반도체는 추위·더위·충격 등 극한 상황 속에서도 15년 이상 견뎌야 한다. 완성차 업체들이 검증 안된 신규업체를 꺼리는 이유다. 이 교수는 완성차 업체들이 “신입이 아닌 경력직만 원한다”고 빗댔다. 기존 반도체 제조사 쪽에서도 책임은 크고 돈이 안 되는 제품이다. 교체 주기가 길고 생산 수량도 적어서다. 제조사도 막대한 자금을 투입해 생산량을 늘릴 이유가 없다. 이 교수는 “지금 같은 호황을 제 발로 걷어차진 않을 것으로 본다”고 말했다.
이 때문에 반도체 수급난은 이번에 해소되더라도 반복될 수 있다. 그는 “수요와 공급이 딱 맞아 떨어지는 상황이 지속될 것”이라며 “만약 특정 공장에 문제가 발생하면 다시 수급 대란이 발생할 가능성이 크다”고 말했다. 차량용 반도체를 수익성이 아닌 전략적 관점에서 봐야 하는 이유다. 이 교수는 “그간 반도체 공급 부족이 발생한 적이 없었지만, 이젠 전략적으로 육성해야 할 필요성이 커졌다”고 말했다. 특히 전기차와 자율주행차가 늘어나, 차량 1대당 필요한 반도체가 2∼3배 더 늘어날 전망이다.
국내 차량용 반도체 제조 업체가 부족한 것도 해결 과제이다. 이 교수는 “주요 반도체 16가지 가운데 비전센서, 전력용 등 2개 정도만 국내서 잘 만들고, 나머지는 불모지”라며 “첨단 차량반도체는 막대한 초기 투자비가 들지만 초기 매출이 작아서 정부의 강력한 지원이 필요하다”고 말했다. 그는 매번 수억∼수십억원씩 투입되는 시제품 반도체 제작비 지원, 장기 저리 금융 지원, 석·박사급 설계 인력 공급 등을 주문했다.
여기에 국내 완성차 업체의 책임도 강조했다. 이 교수는 “현대차 등 국내 완성차 회사가 국내 생산 반도체를 사용해주며 키워줘야 향후 안정적인 공급이 가능해질 수 있다”고 강조했다.
글·사진 안태호 기자 [email protected]
굳어지는 ‘차량용 반도체 5강 체제’ 그들만의 차별화 전략
헬로티 전자기술 기자 |
차량용 반도체의 가치가 날개를 달았다.
차량용 반도체는 자동차의 엔진·변속기 등 동력전달체계인 파워트레인, 계기판 등을 포함한 자동차 전자장치, 인포테인먼트 구현을 목적으로 하는 비메모리 반도체다.
오늘날 자동차 업계는 코로나19로 발생을 기점으로 자동차 수요 예측에 실패하면서 전에 없던 차량용 반도체 수급난에 허덕이고 있다. 여기에 기존 내연차 생산과 함께 전기차, 수소차, 자율주행차 등 미래차 수요 급증도 상황을 악화시키는 요인이 됐다.
이처럼 차량용 반도체 수급난이 장기화될 조짐을 보임에 따라, 세계 시장을 선도하는 차량용 반도체 기업 동향이 주목되고 있다.
주요 기업으로는 NXP(네덜란드), 인피니언(독일), 르네사스(일본), 텍사스인스트루먼트(미국, 이하 TI), ST마이크로일렉트로닉스(스위스, 이하 ST) 등이다. 이 기업들은 세계 차량용 반도체 시장을 50% 이상을 점유하며, 확고한 위치를 차지하고 있다.
지난 2019년 옴니아가 조사한 차량용 반도체 시장 업체 점유율을 살펴보면, NXP가 전체 시장 가운데 21%를, 인피니언이 19%, 르네사스 15%, TI 14%, ST 13% 순으로 차지했다.
차량용 반도체 매출 비율(2019년 기준)에서는 NXP가 42억1200만 달러(10.2%)로 1위를 차지했으며, 인피니언이 41억5500만 달러(10.1%)로 2위, 르네사스가 34억1500만 달러(8.3%), TI가 28억5300만 달러(6.9%)로 4위, ST가 28억3000만 달러(6.9%)로 5위를 차지했다.
인피니언은 2021년도 2분기에 27억 유로(약 3조6500억 원)의 매출을 기록하며, 4억7000만 유로(약 6300억 원)의 현금 유동성을 확보했다고 밝혔다.
인피니언 최고경영자(CEO) 라인하르트 플로스 박사는 “오늘날 반도체 시장은 호황을 누리고 있다. 에너지 전환을 가속화하고 일과 가정 생활을 편리하게 해주는 전자제품은 여전히 높은 수요에 머물러 있으며, 디지털화는 차질 없이 추진되고 있다”고 말했다.
라인하르트 플로스 박사는 “인피니언은 수요가 대다수의 애플리케이션에 대한 공급을 크게 초과했다. 현재 인피니언의 제조 설비는 전력으로 가동되고 있으며, 계속해서 추가 용량에 투자하는 상황이다”고 덧붙였다.
이어 그는 “인피니언은 특히 자동차 마이크로컨트롤러와 IoT 제품의 경우 주조 공장에서 공급되는 칩에 의존하는 세그먼트에서 병목 현상을 발견했다. 이런 상황에서 고객에게 최선의 지원을 제공하기 위해 노력하고 있다”고 밝혔다.
지난 5월, 인피니언은 일본 웨이퍼 제조업체인 쇼와덴코와 에피택스를 포함한 광범위한 실리콘 카바이드 소재(SiC)에 대한 공급 계약을 체결했다. 인피니언은 이번 계약으로 SiC 기반 제품 수요에 대비한 기초 소재를 확보하게 됐다.
피터 워어 인피니언 산업전력관리본부장은 “이번 계약은 자사가 향후 5년간 연평균 30~40% 성장할 것으로 예상되는 SiC 기반 반도체를 지원하고 시장을 형성하는 데 주도적인 역할을 하고 있음을 보여준다”고 말했다.
NXP도 1분기에 웃었다. NXP는 1분기 매출 26억 달러(약 3조 원)를 기록하며 전년 동기 대비 27% 증가한 수치를 기록했다.
1분기 영업 현금 흐름 역시 7억3200만 달러를 기록하며 성과를 냈다. 커트 시버스(Kurt Siebers) NXP CEO는 “자사는 올해 계속해서 강력한 성장을 지속할 것”이라고 자신감을 표했다.
최근 NXP는 대만 타이베이에서 개최된 ‘컴퓨텍스(COMPUTEX)’에서 TSMC의 고급 16nm FinFET 공정 기술에 기반한 ‘S32G2 차량용 네트워크 프로세서’와 ‘S32R294 레이더 프로세서’를 양산한다고 밝혔다.
NXP는 이번 양산으로 당사 S32 프로세서 제품군을 더욱 고도화된 프로세스 노드로 마이그레이션하게 됐다. NXP는 S32 제품군의 지속적인 혁신으로 자동차 제조업체들이 차량 아키텍처를 단순화하고, 완전히 연결되고 구성 가능한 미래형 자동차를 제공하도록 지원할 계획이다.
S32G2 차량용 네트워킹 프로세서는 안전한 클라우드 연결 및 무선(OTC) 업데이트를 위한 서비스 지향 게이트웨이를 지원한다. 사용량 기반 보험과 차량 상태 관리와 같은 다양한 데이터 기반 서비스를 가능하게 한다.
또한, 도메인 및 구역 컨트롤러 역할을 함으로써 차세대 차량 아키텍처를 구현하고, 고급 운전자 지원 및 자율주행 시스템에서의 고성능 ASIL D 안전 프로세서 역할도 수행한다.
16nm 기술로 구현된 S32R294 레이더 프로세서는 NCAP 및 첨단 코너 레이더뿐 아니라 장거리 전방 레이더, 동시 사각지대 감지, 차선 변경 보조 및 고도 감지와 같은 고급 멀티 모드 사용 사례를 위한 확장 가능한 솔루션 구현을 위해 필요한 성능을 자동차 제조업체에 제공한다.
커트 시버스 CEO는 컴퓨텍스 CEO 포럼에서 “NXP의 레이더 및 차량용 네트워킹 16nm 프로세서 출시는 자동차를 바퀴 달린 지능형 커넥티드 로봇으로 전환해 안정적으로 즐기도록 만드는 중요한 발표다. 두 프로세서는 양산 준비가 모두 완료됐다”고 밝혔다.
르네사스는 일본을 대표하는 차량용 반도체 선두주자다. 르네사스는 지난 3월 나카공장에서 발생한 화재로 인해 반도체 생산에 차질을 빚었으나, 최근 생산력을 완전 회복했음을 공식적으로 알렸다.
화재 당시, 나카공장은 두 개 건물 중 차량 주행 등을 제어하는 마이콘 반도체 생산 라인에 타격을 입었다. 클린룸의 약 5%에 해당하는 600㎡가량이 소실되는 큰 피해였다.
르네사스는 지난 4월 중순 생산을 일부 재개하고 5월 중 생산능력을 완전히 회복한다는 일정이 당초 목표였다. 다만 화재로 인해 사용할 수 없게 된 제조장비 교체가 지연돼 예정보다 한달 여 늦춰진 지난 6월 24일 저녁 경에 비로소 화재 이전 수준의 생산 능력을 회복했다고 밝혔다.
르네사스 측은 나카공장의 완전 정상화 후에도 세계 차량용 반도체 시장에서 공급 부족이 이어지고 있는 현실을 고려해 에히메 현 공장과 대만 업체에 위탁한 대체 생산을 계속할 예정인 것으로 보인다.
텍사스 인스트루먼트(이하 TI)는 전기차 및 자율주행차에 적용되는 솔루션을 지속해서 출시하고 있다. TI는 최근 파워트레인 시스템 통합 솔루션을 발표한 바 있다.
파워트레인 통합은 온보드 차저, 고전압 DC/DC, 인버터, 전원 분배 유닛(PDU), 배터리 관리 시스템 같은 애플리케이션을 결합해 시스템 차원에서 이뤄진다. 특히 전기차 온보드 충전 애플리케이션을 위해 새로운 와이드 밴드갭 솔루션이 시장에서 획기적인 성능으로 각광받고 있다.
전원 스위치에 SiC 및 GaN을 사용하는 와이드 밴드갭 반도체와 같은 첨단 고전압 장치의 통합을 통해 하이브리드 차량과 전기차는 파워 실리콘 MOSFET 및 IGBT 같은 기존의 실리콘 기반 전원 스위치보다 더 높은 효율성을 달성하게 된다.
이뿐 아니라 TI는 자사의 고속 데이터 컨버터 제품 포트폴리오를 산업용 디자인에서 정밀한 데이터 수집을 가능하게 하는 새로운 연속 근사 레지스터(SAR) ADC 제품군으로 확장한다고 밝혔다.
사용자는 ADC 제품을 사용함으로써 신호 분해능을 높이고, 배터리 수명 연장은 물론 시스템 보호를 강화한다. ADC 제품군은 고속 데이터 수집의 정밀도를 높임으로써 산업용 시스템에서 필요로 하는 실시간 제어 기능을 더욱 잘 충족시킨다.
특히 고속 디지털 제어 루프에서 ADC 제품은 복잡한 시스템에서 작동해 역동적으로 변화하는 전압이나 전류에 빠르게 응답하므로 전원 관리 시스템으로 인해 주요 부품이 손상되는 것을 방지한다.
TI는 습도 센서 제품군의 첫 번째 디바이스를 소개하기도 했다. 습도 센서 ‘HDC3020’과 ‘HDC3020-Q1’은 엔지니어들로 하여금 습기로 인한 잠재적인 손상에 견디거나 시간이 지나면서 변화하는 수증기 조건에서 제대로 작동하는 신뢰하는 산업용, 차량용 시스템을 개발하도록 지원한다.
HDC3020 및 HDC3020-Q1은 기존 상대습도 센서와 비교했을 때 장기적인 오류 감소와 함께 개선된 상대 습도 측정의 정확도를 제공하며, 열악한 조건에서 데이터 무결성을 보존한다. 또한, 자연적 노후, 환경적 요건 또는 오염물질 등으로 인해 발생되는 드리프트에 적응하는 통합 보정 기능을 제공한다.
ST마이크로일렉트로닉스(이하 ST)는 최근 스텔라 SR6 자동차용 마이크로컨트롤러(이하 MCU)의 최초 디바이스 공급을 시작했다.
2024년 생산을 목표로 하는 스텔라 SR6 확장형 MCU 제품군은 고성능의 효율적인 차량 플랫폼을 위해 설계됐다. 이번 MCU는 도메인 및 존 컨트롤러에 특히 적합하며, 이는 차량의 배선을 간소화하면서 소프트웨어 정의 플랫폼으로 이행했다.
마르코 몬티(Marco Monti) ST 오토모티브 및 디스크리트 그룹 사장은 “주요 고객과 협력하면서 획기적인 스텔라 SR6 MCU의 혁신기술을 성공적으로 테스트했다. 이로써 생산 예정인 새로운 로드카 프로젝트에 첫 번째 디바이스를 공급하는 이정표를 달성하게 됐다”라고 밝혔다.
이어 그는 “이 MCU는 안전하고 지속 가능하며, 더 만족스러운 사용자 경험을 제공하고자 하는 미래 스마트 커넥티드 자동차를 실현하는 데 중요한 원동력이다. 또한, 자동차 제조업체와 해당 파트너는 부가가치 서비스로 고객과의 관계를 더욱 강화한다”고 덧붙였다.
스텔라 SR6 MCU는 ST의 강력한 FD-SOI 공정 기술을 활용하며, 이 기술로 탁월한 SER 내성을 갖춰 높은 시스템 안정성과 가용성이 보장돼 ASIL-D 등급까지 ISO 26262 기능 안전 애플리케이션을 지원한다.
이 디바이스는 하드웨어 기반 가상화를 통해 다중 소프트웨어 애플리케이션이 안전하게 공존하면서 성능 및 실시간 결정성을 유지하도록 보장한다. 동일한 물리적 MCU에서 다중으로 독립형 애플리케이션이나 가상 ECU를 구현할 수 있어 설계 유연성을 향상시킨다.
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