2016.11.3미래 에셋 증권기본 용어 라이더:전파(레이더)대신 레이저 빛을 발사하고 돌아온 레이저광의 소요 시간과 주파수판을 측정하고 주변의 사물과의 거리, 속도를 탐지하는 장치 작동:에너지를 사용하고 기계적인 일을 하는 기기.컴퓨터 명려을 받고 제동/조향/가속 등을 조절하는 장치 HVI:인간이 기계를 조작하는 방식.V2X:자동 운전 차가 다른 차량 도로, 모바일 기기 등과 소통하고 정보를 교환하는 기술 ECU:전자 제어 장치.종래는 구동/제동/조향 등 주요 계통이 기계적 연결에서 연결됐으나 지금은 대부분 전기적 연결로 대체되는(전장화).이 때문에 각 계통별로 ECU가 하나씩 들어가야 한다DCU(Domain Control Unit):자동 운전 단계가 올라갈수록 센서끼리 융합해야 하며 각 계통(도메인)의 제어가 통합되지 않으면 안 되는 것이므로 개별 ECU가 통합되어야 한다.부분 자동 운전에서 ADASDCU, 완전 자동 운전은 통합 DCU(중앙 컴퓨터)라 불리는
자율주행차의 개념운전자가 브레이크, 스티어링 휠, 가속페달 등을 제어하지 않아도 주행환경을 인식하고(인지), 위험을 판단하여 주행경로를 계획하고(판단) 스스로 안전운행(제어)이 가능한 자동차
자율주행차 핵심부품 기술
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1)주행 환경 인식 기술 레이더, 라이더, 거북이란 등의 센서를 사용하고 장애물, 도로 표지, 교통 신호 등을 인식 2)위치 인식 및 매핑 기술의 정밀 지도, GPS센서 융합을 통해서 차량의 절대/상대 위치를 추정 3)판단 기술 인지 신호를 효율적으로 처리하고 차량의 행동 지시를 내린다(소프트웨어 알고리즘+차량용 반도체)4)제어 기술 지시된 행동에 추종하기 위해서 조향, 가감 속도 등을 제어(액튜에이터)5)인터 렉션 기술은 차량과 운전자(HMI, 차량)주행 환경을 교환하는 정보(2VX)
1. 레이더/라이더 센서모듈
요즘은 센서 간의 부분을 보완하고 가격도 동반 하락 통합 센서 개발에 부품 메이커가 적극 나서고 있는 레이더 센서 전파를 발사하고 돌아오는 전파의 소요 시간과 주파수 편차를 측정하고 주변의 사물과 거리, 속도를 탐지 카메라처럼 탐지 물체의 종류가 모르기 때문에 양측이 모두 움직이는 상태에서도 거리 측정 가능한 종래는 측정 거리와 각도를 동시에 늘리기가 어렵고 단거리와 장거리용 레이더를 구분하고 개발 최근에는 단거리/장거리 기능을 동시에 수행할 수 있는 통합형 레이더가 개발된다
라이다 센서 전파 대신 레이저 빛을 이용하는 직진성이 강하고 먼 거리까지 정확한 위치정보를 주고받을 수 있는 장점 측정 각도가 넓어 주변을 3차원으로 인지환경의 영향을 많이 받아 측정 안정성이 낮고 가격이 매우 높은 레이더 가격 단거리용 : USD 50~100, 장거리용 : USD 150~300정도 라이다 가격 : USD 1,000~8,000 정도
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레이더 시장이 CAGR 21%, 라이더 시장이 CAGR 28%증가 전망 레이더/라이더 센서 모듈 밸류 체인 칩 업체들:전파나 레이저 빛을 통해서 주행 환경을 감지하고 전자 신호로 변환하는 소자를 모듈 제조사에 공급 모듈 제조사:전자 신호를 처리/분석하고 공간 정보를 인지할 수 있는 소프트웨어 알고리즘을 탑재한 시스템 업체에 공급 시스템 메이커:센서 모듈을 조합, ADAS기능을 구현할 수 있는 시스템을 만들어 완성 차 업체에 공급 레이더 센서 모듈 칩 공급은 소수의 반도체가 독점 레이더 센서에 사용할 수 있는 시스템이 아직 고주파이기 때문에 고주파 칩은 아직 개발 장치의 수요가 있다
레이더 센서 모듈 밸류 체인
라이다 센서모듈칩(레이저광원) 공급도 소수 레이저관련 반도체 업체가 독점
라이다센서모듈밸류체인
2. 영상 센서(카메라) 모듈
레이더/라이더는 물체에 대한 정확한 거리와 공간정보 파악 카메라 모듈은 대상 물체에 대한 정확한 형상정보를 차량에 제공하는 차선, 교통표지판, 신호등, 주차선 등을 판독 -> 이를 통해 주행차선 유지, 다차선 변경, 합류로 분기로 지원, 자동주차 등 ADAS 기능을 가능하게 하는 필수 센서
카메라모듈의 가격은 USD 40~90 수준으로 저렴한 차량용 카메라는 단안으로 스테레오 방식으로 진화중 스테레오 방식: 2개의 렌즈를 사용하므로 렌즈간의 시각차를 이용하여 물체를 3차원으로 인지한 하나의 카메라가 여러 기능을 동시에 수행할 수 있도록 기술발전중 여러 기능을 동시에 처리하기 위해서는 영상신호처리속도가 빨라야 하는 속도가 빠른 ECU 및 효율적인 소프트웨어 알고리즘의 적용이 더욱 중요해지고 있다
영상 신호를 처리하는 소프트웨어 알고리즘을 탑재하는 모듈 체인에서는 “모바일 아이”가 M/S80%”모바일 아이”의 강점은 누적된 데이터와 이에 근거한 효율적인 영상 신호 처리 알고리즘”모바일 아이”는 알고리즘을 탑재한 프로세서 칩(EyeQ)시스템 업체는 장기간 필요한 자체 테스트보다는 신뢰성이 확보된 모바일 아이의 모듈을 구입하고 사용하는 것이 효율적이다
시스템 메이커 체인은 카메라 모듈도 대형 자동차 부품의 지분 카메라 모듈을 이용해 ADAS/자율주행 기능을 구현하는 시스템을 만드는 것, 카메라 모듈 밸류체인에서 가장 부가가치가 큰 부분이 소프트웨어가 속한 모듈 체인 3. 자율주행 기록장치(ADR)
EDR 차량 충돌사고의 원인 규명을 위해 충돌 전후 상황 데이터를 기록하는 장치 사고 전후 운전자의 가속 페달, 브레이크 페달 등의 조작과 엔진 상태, 속도, 전방 상황 등을 실시간으로 기록자동 운전 차 사고 발생 시 운전자와 차량 사이에서 사고 책임에 대한 명확성은 사회적 비용을 높일 수밖에 없다.운전자의 부주의와 차량 결함을 효과적이고 명확히 구분하려면 EDR이 필수인 역할, 기존 차량보다 자동 운전 차량의 경우 훨씬 많은 정보를 기록/보존해야 하는 차량 내외의 영상 및 음성 정보, 환경 센서 정보, V2X통신 정보, IVN을 통한 차량 정보 등을 저장했던 데이터 확인이 가능한 모듈을 자동 운전 기록 장치(ADR)모듈이라는 이 시장에서 클 값은 소프트웨어 기업과 NAND형 플래시 메모리 기업이 부담하다고 판단, 사고 발생 시에는 전원이 차단될 가능성이 높지만 이런 상황에서도 데이터가 저장되야 하기 때문에 ADR는 NAND형 플래시 파일 시스템을 사용해야 한다 4.V2X통신 모듈자동차가 전장화되면서 구동, 제동, 조향, 센서 등 주요 계통에는 모두 ECU(전자제어장치)가 장착됐고, 최근에는 약 100개에 달하는 ECU가 장착돼 이러한 ECU를 차량 내부의 네트워크(IVN)에 연결해 정보를 모아 판단하면 자동차를 종합적으로 제어할 수 있는 V2V: 차량과 차량 간 V2I: 차량과 도로 간 V2N: 차량과 모바일 기기 간 V2X 통신모듈: 확장성과 범용성, 보안성을 갖춘 통신모듈차량이 정보를 외부와 교환/공유하기 위해서는 통신제어장치(CCU)가 필요한 통신제어장치를 통해 실시간으로 차량 간 커뮤니케이션(V2V)하고 서로의 주행정보를 주고받으면 충돌사고 확률이 크게 낮아질 수 있다ITS:지능형 교통 관리 시스템 V2V, V2I, 기존의 신호 시스템을 조합하고 교통의 효율과 안전을 획기적으로 향상시키는 시스템 V2N:차량은 통신 제어 장치를 통해서 스마트 폰 등 모바일 기기들과 연결 차량의 정보가 내부 네트워크에 그쳤을 때는 암호화될 필요가 없었다.외부 네트워크와 연결될 경우에는 보안 문제가 매우 중요하기 때문에 자동차를 원격 조작하는 해킹도 가능 고속 주행에서 정보 교환이 가능한 5.9GHz주파수 대역의 WAVE(차내 무선 접속)기술 표준화 작업이 진행 중 메시지의 고속 암호화 기술의 연구에 의한 해결되는 부분도 있어 많은 자동차가 정보를 교환하기 위해서는 엄청난 양의 정보 처리 네트워크가 필요하기 때문에, 초리얼 타임 초대용량 네트워크인 5G의 구축이 필요V2X통신 기술 시장 커지는 값은 통신 제어 장치 모듈 제조사 및 보안 솔루션 기업, 통신 서비스 기업 등이 가질 것으로 전망되는 높은 보안 수준을 갖춘 통신 제어 장치 모듈에서는 네덜란드 NXP(칩 제조 업체)과 호주의 Cohda Wireless(소프트웨어 알고리즘)가 공동 개발한 모듈이 글로벌 M/S 60%를 차지하는 5.고 정밀 디지털 지도자율주행을 실현하기 위해서는 현재 차량의 정확한 위치를 파악할 수 있어야 한다고 정밀 디지털 지도가 차선 단위의 고 정밀 3D형식으로 구성된 지도에서,도로 내의 고정 물체의 위치 및 형태 정보 제공을 통해서 자동 운전 차량이 커브 구간과 신호 등에 미리 대응할 수 있도록 돕는 역할 상승 정도 디지털 지도는 구축 측면에서 정확한 지역별 데이터를 축적하는 것이 가장 중요 구글 애플 스타트 업 기업 인수를 통한 디지털 지도 기술 및 데이터 확보에 나서알리바바 베이징의 지도 앱 서비스업자 매수 텐센트 중국 디지털 제작자 지분 인수하고 지도 서비스 강화 Uber구글 맵을 이용했지만 자주 지도 구축한다는 투자 계획 발표 BMW-아우디-Daimler컨소시엄”HER”의 “HERE지도”운행, 디지털 곡률 28억원, 디지털 지도를 통해서 차량의 곡률을 통한 디지털 지도를 수집,커브의 고저 차 차선 폭 등 미묘한 변화까지 데이터화하고 3D지도하고 있는 구미의 내비게이션 지도 시장에서 M/S80%토요타 2016 CES를 통해 고정밀 지도 자동 물고기 시스템 선보여현대오토에버 고정밀 디지털 지도 개발 중 현대자동차, 현대모비스와 함께 ‘지도기반 ADAS’ 개발 프로젝트 6. 복합측위모듈고 정밀의 디지털 지도가 되어 있으면 지도 내에서 자동 운전 차의 정확한 위치와 방향을 실시간으로 매칭 시킬 수 있어야 한다.정밀 측위 기술이 필요한 정확하고 강인한 위치 확인을 위해서 GPS과 센서 정보를 융합하는 모듈을 복합 위치 확인 모듈이라 부르며 자동 운전에 이행하기 위해서는 차선 단위까지 고 정밀 위치 정보가 필요하기 때문에 DGPS(차 등 정밀 위성 항법 시스템)기술이 반드시 요구 추가로 RTK( 실시간 이동 위치 확인)시스템까지 고려 DGPS기술 인공 위성에서 지상의 GPS송신기에 필요한 오차를 줄이기 위해서 송신하는정밀 측량에 의해서 정확한 위치를 이미 파악하는 기준 고정국에서 자리 보정 데이터를 받아 수신기의 위치 정밀도를 향상시키는 기술, 기존 GPS가 10m수준의 위치 정보 오차가 발생 DGPS기술은 2~4m수준의 오차가 발생하고, 차선 단위의 고 정밀 위치 정보를 위해서는 여전히 부족한 수준->위치 정보 착오를 cm단위까지 줄이기 위해서 RTK GPS시스템을 사용할 수도 있는 RTK GPS시스템 수백~수천개의 전자 기준점 VRS를 설치하고 이동 차량으로 근방의 전자 기준점에서 실시간 보정함으로써 정확한 위치를 계산하기GPS는 터널 등 위성신호 수신이 어려운 음영지역에서 여전히 한계차량에 장착된 가속도센서와 자이로센서, 그리고 카메라(혹은 라이다)의 실시간 정보를 GPS 정보와 결합시킨다면 위치정보 오차는 수 cm 수준까지 떨어질 수 있을 것으로 예상되는 복합측위모듈 기술에서 가장 중요한 부분은 소프트웨어 알고리즘이 될 것이다복합 위치 확인 모듈의 밸류 체인 위성 위치 확인 시스템:미국의 GPS, 러시아의 GLONASS, 유럽의 GALILEO등을 통칭하는 용어 위성 위치 확인 시스템 칩 업체와 GNSS-센서-지도 융합 소프트웨어 개발 회사로 나뉜다 칩:글로벌 빅 3퀄컴, 브로드 컴, 스위스 U-blox과점 GNSS-센서-지도 융합 소프트웨어 알고리즘 개발:구글, Daimler 7.스마트 액튜에이터 모듈 에너지를 사용하고 기계적인 일을 하는 기기스마트 액튜에이터 모듈은 “제어”영역의 핵심 기술 Drive-by-wire기존 자동차의 기계적 연결(케이블 등)을 전기적 연결(wire)로 바꾸고 자동차의 기본적인 조작을 전자 제어를 통해서 실시하는 기술 연관의 중량 감소와 설계 자유도 상승에 의한 차량의 연비가 높아지는 차량 자세 제어 등에 적극 관여함으로써 운전자의 안전을 오해할 가능성이 있는 최근의 신차는 전장화된 조향 장치와 전장화된 제동 장치 등이 대부분 기본 탑재 전자 신호로 제어가 발생하거나 전자 신호로 제어가 발생하거나 전자 메일 제어에 문제가 발생하기 때문에 제어가 발생기술 자동 운전의 스마트 액튜에이터 모듈 기술은 자동 운전 차량 주조 카이 장치 및주 조동 장치에 고장이 발생했을 때 운전자의 개입 시점까지 전동식 이중 안전 조향 및 제동 액튜에이터 모듈이 차량의 안정성을 확보하는 기술이다스마트 액츄에이터 모듈 개발에서는 기존에 브레이크, 스티어링 등 섀시 제품을 제조/공급해 온 대형 자동차 부품사들이 주도적인 역할 보쉬, 덴소, 현대모비스 등의 기존 기술을 업그레이드하거나 대체함으로써 밸류가 커지는 시장이므로 신규 기회의 규모는 상대적으로 크지 않을 것이다두 EPS 시스템을 하나로 통합한 Fail Safe EPS 시스템8. 드라이버-차량 인터페이스(HVI) 모듈운전자와 자율주행차 사이의 커뮤니케이션에 관한 기술인간과 기계 상호간의 커뮤니케이션 방식을 HMI 인간과 자동차의 경우 HVI운전자의 상황을 판단하는 시스템 : DMS(Driver Monitoring System) 운전자의 ‘주의 분산’ 여부를 파악하기 위한 눈의 움직임 추적 : 적외선 카메라 이용 운전자의 ‘신체 상황’을 파악하기 위해 심박수를 측정하는 방법 : 스티어링 휠이나 운전석 시트 등치기를 통해 특정HVI의 입출력 방식도 크게 변화할 것이다 입력 방식은 멀티 모달 방식으로 진화할 전망 멀티 모달 인터페이스는 터치, 음성, 모션 인식 등 다양한 입력 방식이 하나의 기기로 통합된 형태 출력 방식으로는 증강현실 HUD 적용이 확대될 전망, 대형 터치 디스플레이 적용도 다양해질 전망HVI 시장의 밸류체인은 대형 자동차 부품업체가 대부분 운전자의 상황을 파악하는 DMS 기술에서 덴소가 가장 앞서 있는 덴소는 2014년 4월 얼굴인식 기술을 업계 최초로 시판차에 적용 9. 차세대 IVN 기반 통합 DCUHVI 시장의 밸류체인은 대형 자동차 부품업체가 대부분 운전자의 상황을 파악하는 DMS 기술에서 덴소가 가장 앞서 있는 덴소는 2014년 4월 얼굴인식 기술을 업계 최초로 시판차에 적용 9. 차세대 IVN 기반 통합 DCUADASDCU및 통합 DCU밸류 체인 하드웨어:인텔, 퀄컴, 텍사스·인스트루먼트, 엔비디아, STMicro전자 등의 소프트웨어:구글, 완성 차 업체, 모빌 아이, 애플, 바이두, 우 바 등 ADASDCU소프트웨어 담당의<모빌 아이>의 두각 하드웨어는<STMicro전자>의 두각 통합 DCU소프트웨어는 결국 완성 차 업체와 구글과일부 ICT기업의 자동 운전 차의 인지-판단-제어 과정을 총괄해야 할 집정관 리듬 판단 프로세스 소프트웨어 설계 능력이 전체의 자동 운전 성능을 좌우하기 때문에 블랙 박스화될 가능성도 높은 완성 차 업체가 독자적으로 통합 DCU소프트웨어 기술을 내재화하기 위해서 노력하는 것, 구글은 2010년부터 통합 DCU소프트웨어를 개발하면서 구글이 이 소프트웨어를 완성 차 업체에 라이선스 사업 모델을 추구할 가능성이 높게 보이는 하드웨어(고성능 시스템 반도체)은 NVIDIA나 Xilxinxinxin등 신흥 시장처럼 방대한 자동 운전 때문에 선행한다:FPGA(Field Prammable Gate Array,설계 가능 논리 소자와 프로그래밍 가능 내부선이 포함된 반도체 소자)시장 점유율 1위통합 DCU 표준 플랫폼 기술이 무엇이 될 것인가?가 더 중요한 GPU? FPGA? CPU?