“스마트폰화”가 가까워지고 있다. 소프트웨어를 이용해 자동차의 각 기능을 실현하는 SDV를 개발하고 있으며, 2024년부터 2025년에 걸쳐 시장에 투입되는 전기자동차(EV) 등에서 본격적으로 적용된다. SDV로의 이행은 100년 이상 거의 변함없이 이어져왔던 자동차 관련 비즈니스가 크게 바뀔 가능성을 품고 있다.

◆ 성능이나 기능은 소프트웨어가 결정한다

자동차업계가 SDV에 주목한 이유는, 2018년에 미국의 비영리조직이 발행한 소비자용 잡지 “Consumer Report”에서 Tesla의 EV 《Model 3》구입을 추천하지 않는다는 결과가 게재된 것이 시작이다. 추천하지 않는 이유로  《Model 3》의 브레이크 성능을 꼽았으며, 차량 무게가 무거운 Ford의 풀사이즈 픽업트럭 《F-150》보다 제동거리가 길다고 설명했다.

이 같은 지적을 받은 Tesla의 Elon Musk CEO는 짧은 시간 안에 대책을 마련했다. Tesla는 무선통신으로 소프트웨어를 업데이트하는 OTA를 이용해서 《Model 3》의 프로그램을 업데이트한 결과, 제동거리를 20ft(약 6m) 단축했다. 이를 확인한 Consumer Report는 《Model 3》의 구입을 “추천한다”로 변경했다. Tesla는 제동 시의 에너지도 동력으로 이용하는 EV라면 소프트웨어를 통해 에너지 제어가 가능하고 자동차의 성능을 변경할 수 있다는 사실을 이해하고 있었다.

엔진과 TM, 샤시부품 등의 하드웨어를 통해 자동차를 차별화하는 것이 당연했던 전통적인 자동차 메이커는 소프트웨어로 자동차의 성능을 변경할 수 있다는 것을 확인하고 충격을 받았다. 그리고 하드웨어의 진화로 자동차의 성능을 차별화하는데 한계를 느껴왔던 자동차 메이커는 소프트웨어가 자동차의 성능과 기능을 결정하는 SDV를 개발하기 시작했다.

EV와 소프트웨어 관련사업을 “Ampere”로 분사화한 Renault의 Jean-Dominique Senard회장은 “현재 자동차에서 소프트웨어가 차지하는 가치의 비율은 10%에 불과하지만 2030년에는 40%에 달할 것이다. 자동차는 보다 정비된 기술을 통해 도로를 주행하는 스마트폰이 될 것”이라고 예상한다.

자동차를 둘러싼 환경의 변화와 기술의 진화도 SDV 실현에 기여하고 있다. 그 중 하나가 자동차 메이커들이 적극 대응하고 있는 EV 전환이다. 가속페달을 밟은 순간 최대 토크를 발휘하고 제동 시의 에너지도 회수해서 동력원으로 재이용하는 EV는 에너지 관리를 소프트웨어로 컨트롤하기 때문에 SDV와의 친화성이 높다. SDV에 다수 탑재되는 전자 디바이스의 전원을 확보하는데 있어서도 대용량 배터리를 탑재하는 EV가 적합하다.

또한 자동차의 “주행, 선회, 정지”와 같은 조작에 관해서 기계(Mechatronics)적인 요소를 없애고 전기신호로 제어하는 바이 와이어(by-Wire) 기술의 진화도 있다. 가속페달(스로틀), 브레이크와 더불어 스티어링이나 시프트 체인지에도 바이 와이어화가 이루어지고 있다. 기계적인 장치의 경우, 성능을 개선하는데 새로운 부품을 적용하거나 설계를 변경하는 것이 일반적이다. 바이 와이어 기술이라면 소프트웨어의 업데이트를 통해 보다 쾌적한 주행성능을 실현할 수 있다는 점에서 SDV의 이점을 이끌어낼 수 있다.

자동차 관련 비즈니스의 관점에서 보면 시장 확대가 전망되는 EV로 수익을 확보하기 위해 SDV를 통해 새로운 비즈니스 모델을 구축하는 측면도 있다. 유럽과 중국에서 EV시장은 확대되고 있으나 차량가격의 20%를 차지하는 차량용 리튬이온 배터리의 비용이 커서 EV의 수익률은 낮다고 여겨진다.

부품 수가 내연기관차의 절반에서 3분의 2 정도로 줄어드는 EV가 보급되면 부품 메이커의 일거리가 줄어든다는 것을 의미하며, 자동차 산업의 시장 규모는 축소된다. 현재, EV사업에서 높은 수익을 올리고 있는 것은 Tesla와 중국의 비야디自 정도이며 다른 자동차 메이커의 EV 관련 사업은 전체적으로 수익이 적다.

이에 자동차 메이커들이 EV개발과 병행해서 모색하고 있는 것이 판매한 후의 비즈니스 모델을 구축하는 것이다. 하드웨어를 중시하던 기존의 자동차는 고객이 구입한 시점이 가장 가치가 높고 그 후에는 계속해서 가격이 낮아진다. 판매 후에 점검, 정비와 같은 애프터 서비스는 있지만 자동차 메이커는 거의 판매한 단계에서 해당 고객과의 비즈니스가 끝난다.

◆ SDV를 실현하는 하드웨어의 개발

SDV에서는 소프트웨어의 업데이트로 자동차의 성능이 개선된다. 이 때문에 고객이 자동차를 구입했을 때보다 가치가 올라갈 가능성도 높다.

이에 성공한 것이 Tesla이며 사용자는 차량 구입 후 Tesla의 애플리케이션을 통해 자동주차, 자동 차선변경 등의 기능을 유상으로 추가 설정할 수 있다. Tesla는 판매 후의 자동차도 수익 구조를 구축하는데 성공했다. 이들 유상 옵션의 대부분은 OTA를 이용한 소프트웨어 업데이트로 실현하기 때문에 간편하며 판매비용도 줄일 수 있다.

판매한 후의 자동차 비즈니스를 실현하려면, 높은 처리능력을 갖는 반도체 등의 하드웨어를 사전에 차량에 탑재해두지 않으면 기능 확장에 한계가 발생한다. Tesla차량에는 처리능력이 높은 고성능 컴퓨터가 사전에 탑재되어 있다. 중국의 EV 스타트업도 5년 후를 고려한 소프트웨어 기능의 요건에 대응한 반도체를 EV에 탑재하고 있다.

다만, 판매 후에 새로운 기능을 부가하는 것을 가정해서 개발하는 SDV에 단순히 현재와 같은 방법으로 수많은 반도체를 탑재해서 소프트웨어로 제어하게 되면 그 개발은 고도화 및 복잡화된다. 

이를 피하기 위해 자동차 메이커는 ECU나 센서, 액추에이터를 연결하는 SDV용 “EE(전기, 전자) Architecture”를 개발하고 있다.

차량 중앙에 대규모 컴퓨터를 탑재하고, 각종 ECU를 통합하는 “Zone Architecture”가 메인이다. 차량 중앙에 시스템을 집적함으로써 복잡함을 없애서, 통합제어를 가능하게 하면서 와이어하네스 등도 절감할 수 있기 때문에 비용절감에도 기여한다.

나아가 SDV에 탑재하는 반도체에 대해서도 차세대 기술인 “Chiplet”의 활용이 검토되고 있다. 차량용 제어시스템은 기존 1개 칩에 CPU나 마이크로 컴퓨터, 메모리 등을 집적한 SoC가 주로 사용되고 있다.

Chiplet은 규모가 작은 회로로 만들어 이를 접속함으로써 하나의 패키지로 만드는 기술이다. 제조가 어려운 첨단 반도체를 사용하면서도 수율을 개선할 수 있으며, 나아가 미세 가공 프로세스의 세대나 로직뿐만 아니라 아날로그 등의 칩을 조합하는 것이 가능해진다. Chiplet이라면 SDV에서 요구하는 고도의 다양한 기능을 실현할 수 있는 가능성이 확대된다.

스마트폰처럼 구입한 자동차에 애플리케이션으로 새로운 기능을 추가할 수 있는 SDV로 자동차는 어떻게 변화할까. 우선 차량 실내는 크게 달라질 것으로 예상된다.

Tesla를 비롯한 EV의 대부분이 인포테인먼트 시스템이나 인스트루먼트 패널을 큰 디스플레이로 전환하고 있으나, SDV에서는 물리적인 스위치 종류가 최소한으로 축소되어 있고 조작은 터치패널이나 발화가 기본이 될 전망이다. 기능의 추가와 업데이트 실시함에 있어 물리적인 스위치는 방해가 되기 때문이다.

SDV에서는 오너마다 운전방법의 습관이나 특징 등에 맞추어 쾌적하게 주행할 수 있도록 제어를 변경하는 기능도 부가한다. 자동차 메이커의 일부는 이미 커넥티드카에서 운전자의 운전데이터를 수집함과 더불어 AI를 활용해서 “만족도가 높은 제어”에 대해 분석하고 있다.

차세대 자동차가 SDV로 이행하지만, 판매한 후의 자동차 관련 비즈니스의 성공 사례는 현재로서는 그리 많지 않다. 나아가 자동차업계의 소프트웨어 엔지니어 인재 부족과, 고도화 및 복잡화되는 사이버 보안 대책, 첨단 반도체 탑재에 따른 비용 증가 등 SDV 실현을 위한 해결과제도 적지 않다.

그럼에도 SDV가 자동차의 가치를 크게 변경해서 기존의 자동차 비즈니스를 근간부터 바꾸어 놓을 가능성을 품고 있는 것은 확실하며 자동차의 새로운 시대가 될 SDV세계의 막이 오른다.