글로벌 최고 칩 설계기업들, 자율 주행 개선에 도전 가속화

미래 산업으로 여겨지는 자율 주행과 스마트카 분야에서 4대 칩 대기업인 엔비디아, 퀄컴, 인텔, AMD의 도전이 가속화되고 있다.

전통 자동차 칩 공급업체인 NXP, 인피니언, ST마이크로일렉트로닉스, 르네사스 등이 활동하고 있는 가운데, 자율 주행의 고도화와 스마트카의 컴퓨팅 및 데이터 처리 능력에 대한 수요 증가하자, 성장 가능성을 보고 과감하게 투자를 확대하고 있다.

자율 주행 기술은 운전자의 조작 없이 차량이 스스로 주행할 수 있는 능력이다. 인지·판단·제어·네트워크 등의 기능으로 구분되며, 이를 통합하여 차량의 안전성과 편의성을 높인다.

레벨0부터 레벨5까지 6단계로 나뉘며, 레벨이 높아질수록 운전자 개입이 줄어든다. 현재 상용화된 기술은 레벨 2로, 운전자가 주행을 책임지면서 차량의 속도와 방향을 조절하는 기능을 도와주는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)가 대표적이다.
레벨3 이상의 기술은 아직 상용화되지 않았으나, 다양한 시범사업과 연구개발이 진행되고 있다. 특히, 레벨4 수준의 자율 주행 기술은 특정 조건에 운전자의 개입 없이 차량이 스스로 주행할 수 있어, 모빌리티 서비스, 물류, 군사 등 다양한 분야에 활용될 수 있다.

시장 규모는 2020년 약 71억 달러에서 2035년에는 약 1조1204억 달러로 연평균 41%씩 성장할 전망이다. 기술의 발전과 더불어 정책·인프라·규제·사회적 수용도 등의 요인이 시장 성장에 영향을 미칠 것으로 예상된다.

2025년까지 레벨3 수준 기술이 상용화될 것으로 예상되며, 레벨4 수준의 자율주행 기술은 시범사업이 확대될 것으로 보인다. 2030년까지는 레벨4 상용화, 레벨5 기술이 시범사업이 진행될 것으로 전망된다.


엔비디아는 자체 연구개발을 통해 선도적인 역할을 하고 있다. 자비에르, 페가수스, 오린, 토르 등 다양한 고성능 컴퓨팅 칩과 소프트웨어 툴 체인이 자율 주행 자동차의 두뇌와 신경계 역할을 수행한다. 이들은 센서 데이터를 실시간으로 처리하고, 인공지능(AI) 알고리즘을 통해 차량의 모든 기능을 제어한다. 또한, 안전과 보안을 위해 이중화되어 있으며, 무선 업데이트를 통해 지속적으로 성능이 개선된다.

현재 엔비디아는 전 세계 25개 이상의 자동차 회사 및 자율 주행 기업과 협력하고 있다. BYD, 메르세데스-벤츠, 볼보, 웨이라이, 샤오미 등 파트너들은 엔비디아의 플랫폼을 기반으로 자율주행 모델과 애플리케이션을 개발하고 있다.

2022년 기준 엔비디아는 자율주행 칩 시장 점유율 82.5%로 업계 선두 기업으로 꼽힌다. 이미 10년 이상 관련 경험을 통해 글로벌 리더로 자리매김했다.

인텔은 최근 CES 2024에서 AI 강화 소프트웨어 정의 자동차 시스템 온 칩(SOC)과 개방형 자동차 칩 플랫폼을 선보였다. 이는 다양한 전자 장치들을 통합적으로 제어하고, 차량의 기능과 성능을 유연하게 변경하고 개선할 수 있는 소프트웨어 정의 자동차를 구현하게 한다. 인텔은 이러한 제품들을 지크립탄의 전기차 브랜드 지커에 공급해 자율주행 기술을 개발하고자 한다.

또 인텔은 오는 2030년까치 자동차용 반도체 시장 규모가 현재의 2배인 1150억달러로 늘어날 것으로 예상하고, 시장을 선도하기 위해 소프트웨어 정의 조종석, GPU, 지속가능성, 확장성 등 4가지 전략을 제시했다.

퀄컴은 스마트폰 칩 공급업체로 알려졌지만, 자동차용 칩도 10년째 공급하고 있다. 최근에는 AI 및 딥 러닝 작업을 위한 강력한 성능과 낮은 전력 소비, 다양한 레벨의 자율 주행 기능 지원, 안전 및 보안 기능을 제공하는 자율 주행 플랫폼 ‘스냅드래곤 라이드’를 개발하고 있다.

엔비디아의 자율주행 플랫폼 AGX 페가수스는 320 TOPS의 연산 속도를 제공하는데, 퀄컴의 스냅드래곤 라이드는 700 TOPS의 연산 속도를 자랑한다. 5나노 공정으로 제작되어 전력 소비가 적고, 가장 높은 안전성 등급인 ASIL D등급을 획득했다.

퀄컴은 최근 스웨덴의 자율 주행 기업 비오니어를 인수해 자율 주행 소프트웨어 기술을 강화하고 있다. 퀄컴은 자동차용 칩 사업부의 매출 목표를 2026년까지 40억 달러, 2020년대 말까지 90억 달러로 예측했다.

AMD는 2022년 인수를 완료한 FPGA(프로그래밍 가능한 반도체)기업 자일링스를 통해 자동차용 칩을 만들 계획이다. 최근 이 기술을 바탕으로 ‘버설 에지 오토모티브’(Versal Edge Automotive)라는 새로운 자동차용 칩을 출시했다. 이는 자율 주행을 위한 AI 및 딥 러닝 작업을 빠르고 정확히 수행할 수 있으며, 낮은 전력으로 작동하고, 안전과 보안을 위해 여러 개의 칩을 병렬로 연결할 수 있다.

4대 기업의 자동차 시장 진출 전략은 기업마다 다르지만, 자율 주행 및 스마트카 시장 성장에 대한 기대가 큰 만큼 경쟁도 심화되고 있다.

엔비디아와 퀄컴이 기술력 및 시장 점유율에서 우위에 있지만, 인텔과 AMD도 후발주자이지만, 인수합병 등을 통해 빠르게 추격하고 있다. 이들 4대 기업의 경쟁 결과는 아직 불확실하다.

결론적으로, 자율 주행과 스마트카 분야는 미래 산업으로서 많은 가능성을 가지고 있다. 4대 칩 대기업은 이 분야에서 기술력과 시장 점유율을 높이기 위해 끊임없이 연구개발과 투자를 확대하고 있다. 이들의 경쟁은 자율주행 및 스마트카 시장의 미래를 결정할 것이며, 우리의 삶에도 큰 변화를 가져올 것이다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com