완성차 메이커들이 2020년대 중반 무렵에 차세대 전기자동차(EV)를 내놓을 예정이다. 그러나 새로운 국면에 접어드는 것은 EV뿐만이 아니다.

자동차 업계의 또 다른 큰 트렌드 중 하나인 자율주행도 또한 2023년부터 진화 속도가 빨라질 것으로 보인다. 그 징후를 보여주는 것이 바로 LiDAR 메이커들이 차세대 제품을 내놓으면서, 나아가 실용화 시기를 밝혔다는 점이다.

◆ Luminar Technologies, 지도 제작회사를 인수
신규 LiDAR 메이커 중에서 두드러지는 것이 바로 Luminar Technologies다. Luminar Technologies의 LiDAR의 특징은 사용하는 레이저의 파장이 일반적인 LiDAR보다 긴 1,550nm 대역이라는 점이다.

일반적인 LiDAR가 사용하는 905nm 대역의 레이저는 인간의 망막에 손상을 줄 우려가 있기 때문에 출력을 일정 이상으로 높일 수 없어 감지거리에 한계가 있다.

이와 달리 1,550nm 대역의 레이저는 눈의 각막이나 수정체, 유리체에서 흡수되기 때문에 망막에 쉽게 닿지 않아서 출력을 큰 폭으로 높일 수 있다. 그 결과, Luminar Technologies의 LiDAR는 감지거리가 최대 600m, 반사율 10%의 물체도 250m 앞에서 감지할 수 있다고 한다.

Luminar Technologies는 이번 CES에서 자사의 LiDAR “Iris”를 모든 그레이드에 표준 장비할 예정인 Volvo 신형 EV 《EX90》(2024년 초 출시 예정)과, 동일한 “Iris”를 탑재하는 중국 상하이自가 2022년에 출시한 최신 EV 《Rising Auto R7》에 대해 어필했다.

이번 적용 전망에 대해 Luminar Technologies는 2022년 4분기에 많은 완성차 메이커로부터 수주를 받아 2025년부터 세계의 많은 차종에 자사의 기술을 제공할 수 있게 되었다고 밝혔다. Nissan도 현재 개발 중인 차세대 운전지원기술의 실험차량에 Luminar Technologies의 LiDAR를 탑재하고 있다고 밝혔다.

▲ Luminar Technologies의 LiDAR “Iris”

또한 Luminar Technologies는 이번 CES에서 2022년 2분기에 인수를 발표한 자율주행용 3D 디지털 지도 스타트업인 Civil Maps의 인수 절차가 완료되었다고 발표했다.

Civil Maps의 기술을 활용해서 자사의 LiDAR를 탑재한 생산차량에서 수집한 데이터를 사용하여 고정밀 3D 디지털 지도를 자동으로 업데이트하기 위한 기반기술을 제공할 계획이다.

이번 CES에서는 라스베가스 시내를 주행하는 Luminar Technologies제 LiDAR 탑재 차량이 수집한 데이터로 3D 디지털 지도를 실시간으로 생성하는 시연을 진행했다.

Continental도 Luminar Technologies와 마찬가지로 파장 1,550nm의 레이저를 사용하는 LiDAR “HRL131”을 2023년부터 샘플 출하하고, 2024년부터 양산을 계획하고 있다고 발표했다.

해당 LiDAR는 스타트업 LiDAR 메이커인 미국 AEye와 공동으로 개발한 것으로 “자동차 업계 최초의 소프트웨어 정의형 장거리 LiDAR”라고 한다. 감지 범위를 균일하게 스캔하는 것이 아니라 중점적으로 감지하고자 하는 범위를 고밀도로 스캔하는 등 소프트웨어로 치밀한 제어를 할 수 있는 것이 특징이다.

▲ Continental의 신형 LiDAR “HRL131”

◆ VW에서 대량 수주
한편 기존 905nm 대역의 레이저를 사용하는 LiDAR는 이미 Audi의 《A8》이나 Toyota의 Lexus 《LS》, Honda의 《Legend》 등에 적용한 실적이 있으나, 일부 사양에 대한 탑재에 그치고 있으며 양산 실적은 많지 않다. 그러나 올해부터 꽤 적용이 늘어나고 있다는 발표가 잇따랐다.

이스라엘의 스타트업 LiDAR 메이커인 Innoviz Technologies는 이번 CES에서 신형 LiDAR “Innoviz360”을 발표한 것 외에도, 자율주행차를 사용한 택배 서비스를 취급하는 스타트업인 스위스 LOXO가 Innoviz Technologies의 LiDAR “InnovizOne”을 자율주행용 센서로 적용할 계획이라고 발표했다.

Innoviz Technologies의 LiDAR는 905nm 대역의 레이저를 사용함에도 불구하고, 300m라는 긴 감지거리(InnovizTwo의 경우)를 실현하고 있는 것이 특징이다.

1,550nm 대역의 레이저를 사용하는 LiDAR는 레이저 발진소자나 수광소자에 고비용 화합물 반도체 소자를 사용할 필요가 있으나, 905nm 대역의 레이저는 범용적인 실리콘을 레이저 발진소자나 수광소자에 사용하기 때문에 비용을 절감할 수 있는 것이 특징이다.

나아가 Innoviz Technologies의 LiDAR는 레이저 빛의 스캐닝에 반도체 프로세스에서 실리콘을 가공하는 MEMS를 사용하고 있기 때문에 기구부분이 없고 소형화 및 비용절감이 가능하다는 특징이 있다.

Innoviz Technologies는 2022년 8월에 자사의 LiDAR “InnovizTwo”가 VW 산하의 ADAS 시스템 및 자율주행 시스템의 소프트웨어 개발 기업인 독일 CARIAD에 VW 브랜드의 자율주행차용 센서로 적용되었다고 발표했다.

이번 계약은 40억 달러 상당의 규모에 달하며, 해당 LiDAR의 탑재차량은 2020년대 중반부터 출시될 예정이다. Innoviz Technologies는 이미 자사의 LiDAR “InnovizOne”이 BMW의 최고급 EV 세단 《i7》에 적용되고 있다는 것을 밝혔으며, 나아가 이름은 밝히지 않았으나 아시아의 한 완성차 메이커도 자율주행 Level 3을 실현하는 차량용으로 2024년부터 탑재를 시작할 것이라고 발표했다.

 
▲ Innoviz Technologies의 “InnovizTwo”

수주를 확대하는 또 다른 LiDAR 스타트업이 바로 미국 Cepton Technologies다. Cepton Technologies는 이번 CES에서 신형 LiDAR인 “Vista-X120 Plus”를 발표하고, “Vehicle Tech & Advanced Mobility” 카테고리의 “CES Innovation Award”를 수상했다.

기존 모델인 “X90”에 비해 단위 시간당 수집할 수 있는 데이터량이 5배이며, 시야각은 30도 넓게, 높이를 절반으로 줄인 박형의 형태가 특징이다. Cepton Technologies는 GM용으로 LiDAR를 2023년부터 공급할 것이라고 밝혔으며, GM에 공급하는 것이 바로 해당 기종인 것으로 보인다.

지금까지 살펴본 바와 같이 완성차 메이커들은 2020년대 중반에 LiDAR의 적용을 대폭으로 확대한다. LiDAR의 적용은 자율주행 Level 3 이상의 기능을 실현하는 것이 목적으로 보이며, EV화됨에 따라 자동차의 지능화에도 가속도가 붙고 있다.