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실리콘밸리에서 미래자동차의 모습을 보다 - ③ 4차 산업혁명시대 융복합 기술의 결정체: 자율주행자동차
2020-04-28 미국 실리콘밸리무역관 이지현

 - ICT의 고도화로 자율주행자동차 시대 가까워져  -

- 자동차 제조기업-ICT기업-차량공유서비스기업이 상호 융복합되어 자율주행자동차 시대의 도약 이끌 것 -

 

 

 

자율주행자동차의 의의와 배경

자율주행자동차(Autonomous Vehicle)는 운전자 또는 승객의 조작없이 자동차 스스로 운행이 가능한 자동차를 의미한다(자동차관리법 제2조). 즉, 1) 도로 인프라와 2) 통신 기술이 3) 차량에 탑재된 카메라, 센서, 충돌방지장치 등과 같은 장치에서 수집된 다양한 정보를 종합적으로 판단하고 처리하는 주행상황 인지대응기술과 결합하여 운전자의 개입없이 스스로 운행하는 자동차를 자율주행자동차라고 지칭한다. 자율주행기술은 국제표준이 정해져 있지 않고 기술의 발전이 계속 이루어지고 있는 분야인 바, 일반적으로 자율주행자동차의 시장 예측이나 관련 정책을 논할 때는 하기와 같은 미국 자동차기술학회(SAE)에서 구분한 6단계(0~5단계)를 사용하는 것이 일반적이다.

 

자율주행자동차의 기술 6단계

자료: 한국교통연구원

   

자율주행자동차 업체들이 개발에 박차를 가하며 2020년~2030년까지 자율주행자동차의 상용화를 목표로 하고 있는 바 이에 따라 세계 각국은 자율주행자동차 시대를 준비하고 있다. 현재 글로벌 자율주행자동차 업계의 기술 수준은 대체로 레벨 2~3 수준이다. 진정한 자율주행으로 볼 수 있는 레벨 4 이상의 시스템은 아직 상용화되지 않은 상태이다. 미국 실리콘밸리는 자율주행자동차 및 이에 요구되는 핵심기술을 개발 중인 주요 글로벌 선도기업들이 다수 위치하고 있는 바, 자율주행자동차 시장 전망 및 기술개발 현황과 관련하여 주요한 입지를 차지한다.

 

자율주행자동차 시장동향 및 전망

자율주행자동차는 기존 자동차 대비 교통혼잡도, 연료사용량, 오염배출량 감소효과를 가져오며, 운전자의 운전부담을 줄여 차내 생산성 내지 여가시간이 증대되어 개인의 삶의 질 개선에 크게 기여함은 물론, 이로 인하여 차내 콘텐츠, 광고 등과 같은 서비스 산업이 성장하고, ICT 기술 접목에 따라 반도체, 소프트웨어와 같은 핵심부품에 필요한 기술부분에서 새로운 사업영역을 파생시키는 효과가 있는 바, 현재 글로벌 자동차 업체, ICT 업체는 기업의 사업영역을 불문하고 자율주행관련 프로그램에 공동참여하거나 기술 제휴, 인수 합병 등을 통해 자율주행자동차 시장에 뛰어들고 있는 추세이다.

 

향후 자율주행자동차 시장규모에 대해서는 여러 컨설팅 기업 및 리서치 기업들이 각기 다른 예상을 하고 있는데, 그 중 럭스 리서치(Lux Research)에 의하면 2030년까지 자율주행자동차 시장규모가 880억 달러에 이를 것으로 예상하였고, 2030년 시장 점유율의 92%는 2단계 자율주행자동차가, 나머지 8%는 3단계 자율주행자동차가 차지할 것으로 전망하고 있다.

 

한편 글로벌 시장조사업체 AMR(Allied Market Research)에 의하면 자율주행자동차 시장규모는 2019년 542억달러에서 2026년에는 5560억달러규모로, 연평균 39.47%의 성장율을 보이며 성장할 것으로 예상되었다.

 

자율주행자동차 전체 시장규모

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자료: AMR

 

IHS 등 시장조사기관의 예측에 따르면, 자율주행자동차는 자율주행과 관련한 규제가 상대적으로 적은 북미와 유럽지역이 중심이 되어 초기 시장이 형성된 후 2025~2035년에 시장이 급성장할 것으로 보았으며, 현재 글로벌 기업들이 공격적으로 자율주행기술의 연구개발에 집중투자를 하고 있고 선진국을 중심으로 관련 규범이 개편 중인 바, 자율주행기술이 안정적으로 확보되고 합리적인 소매가격이 형성된다면 자율주행자동차의 시대는 머지 않을 것으로 보인다.

 

미국의 자율주행자동차 시장동향 및 전망

포브스가 2018년에 발표한 자율주행자동차 시대에 대비가 가장 잘된 국가 지수에 따르면, 미국은 네덜란드, 싱가포르에 이어 3위를 차지하였다.

 

국가별 자율주행자동차시대 대비 지수

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자료: Forbes

 

한편, 조사기관 IHS는 2021년에 전세계 자율주행자동차 판매량이 3300만대에 이를 것으로 예측하였고, 해당 예측의 배경으로 미국이 2019년부터 자율주행자동차를 본격적으로 생산하기 시작하였다는 점을 주목하고 있다. 관련하여 IHS의 자동차 기술연구 담당 Egil Juliussen 박사는 "처음으로 개인 소유 자율주행자동차가 발생할 것으로 예측되는 2021년에는 판매량이 51,000대를 넘어설 것이며, 2025 년에는 공유 차량과 개인 소유의 차량을 합쳐 약 백만 대가 판매 될 것으로 예상된다”고 밝혔다.

 

지역별 자율주행자동차 예상 판매량(단위: 1000대)

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자료: IHS

 

다수의 업계 전문가 또한 북미는 자율주행자동차의 주요 시장이라고 주목하고 있는 바, 이의 배경에는 완전무인자동차 구현을 목표로 시스템을 개발하고 운영 데이터 축적을 진행하고 있는 구글의 웨이모, 우버, 리프트, 엔비디아, 테슬라 등 실리콘밸리의 ICT 기업들이 있다.

 

자율주행자동차 산업생태계와 자동차 제조기업과 협력관계에 있는 미국의 ICT 기업들 

현재 본격적으로 자율주행자동차를 연구개발하고 있는 기업은 자동차제조업체, 기술제공업체, 서비스제공업체 및 기술관련 스타트업 업체를 포함하여 250개가 넘는 회사가 있다. 이들은 자율주행자동차 산업생태계를 구성한다.

 

자율주행자동차 산업생태계

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자료: Greyb

 

먼저 자율주행자동차 산업생태계를 구성하는 자동차제조업체 중 테슬라는 현재까지 가장 많이 판매된 자율주행기능을 개발하고 독자적으로 자율주행자동차를 생산하고 있는 업체로서, 라이다 및 HDMap을 이용하는 웨이모와 달리 클라우스 소싱으로 수집한 데이터를 이용한 시각인식기술을 자율주행기능에 적용하고 있다. 2020년 이후 백만대 이상의 자율주행자동차를 사용하여 공유 자동차 서비스인 테슬라 네트워크를 통한 로보 택시 서비스업을 시작할 예정이다. 미국의 대표적 자동차제조업체 포드는 2단계에서 3단계, 3단계에서 4단계로 체계적이고 점진적으로 자율주행기술을 적용한 차량을 생산하고 있는 경쟁업체들과 달리, 곧바로 2021년에 4단계에 해당하는 자율주행자동차를 출시하는 것을 목표로 공격적인 기술개발 및 양산을 계획하고 있다. 제네럴 모터스는 차량공유서비스업체인 리프트와 2018년 제휴하여 자율주행자동차 쉐보레 볼트를 차량공유서비스에 활용하고 자율주행테스트를 시행 중이다.

 

한편 자율주행자동차 산업생태계를 구성하는 주요원으로 자율주행자동차 제조기업과 협력관계에 있는 미국의 ICT 기업들이 있다. 구글의 웨이모는 자율주행자동차 부문에서 ICT 기업 중 가장 높은 경쟁력을 보이는 회사로서, 2009년 자율주행자동차 개발을 시작하고 2016년 12월 자율주행 개발 프로젝트 독립회사인 웨이모를 스핀아웃하였다. 웨이모의 CEO는 2020년 1월 라스베가스에서 열린 CES에서 자사 자율주행자동차가 실제 도로 누적 자율주행거리 2천만 마일(지구 약 800바퀴)을 기록하였다는 소식을 전하였는바, 이는 자율주행에 필요한 인공지능 학습을 위해 필요한 데이터가 방대하게 축적되었음을 의미한다.

엔비디아는 현재 자율주행자동차의 핵심기술 중 하나인 GPU의 선도업체이다. 인공지능(AI) 컴퓨팅 기술을 토대로 자율주행시스템 개발에 필요한 칩셋, 슈퍼컴퓨터, 시뮬레이터 등의 기반 플랫폼을 개발하고 있다. 자율주행차를 직접 생산하진 않지만, 자율주행자동차 생산기업인 아우디, 벤츠, 도요타, 테슬라 등과 파트너쉽을 체결하고 해당 제품에 자사 플랫폼을 도입하는 방식으로 사업을 진행하고 있다.

마이크로소프트는 Azure 클라우드 플랫폼 등을 비롯한 자율 주행을 위한 운영 체제를 개발하고 포드, 기아, BMW, 닛산 등의 자동차제조업체에 제공하고 있다.

인텔은 세계 최고의 IT부품업체로서 네트워크, 인공지능, 클라우드 데이터센터 등 자율주행자동차와 관련된 솔루션을 개발하고 있으며, 스테레오 카메라, 자동차 네트워킹 등 자율주행분야의 방대한 포트폴리오를 갖고있던 이스라엘의 자율주행자동차 부품업체인 모빌아이(Mobileye)를 인수하고, BMW, 델파이 등 자율주행자동차 관련 기업들과 협력하여 자율주행자동차 기술의 개발에 박차를 가하고 있다.

 

차량공유서비스를 제공하는 업체도 자율주행자동차 산업생태계를 구성한다. 우버와 리프트는 차량공유서비스업체로 자율주행기술과 차량공유서비스업이 융합한 운송업의 혁신(Taas)을 가져올 주역이다. 우버는 2016년 8월 자율주행트럭을 개발한 스타트업 Otto를 인수하여 미국 콜로라도 주에서 120마일 구간을 2시간만에 주행하여 세계 최초로 상업용 자율주행배송에 성공하였다. 또한 2017년에는 자율주행시스템을 탑재한 택시 영업을 시작하였으며, 일본 도요타와 소프트뱅크 그룹으로부터 받은 조 단위의 투자금과 기업공개(IPO)로 확보한 자금의 상당 부분을 자율주행자동차의 개발에 투입하고 있다. 미국 2위의 차량공유서비스업체인 리프트는 구글 웨이모와 함께 미국 애리조나 주에서 자율주행자동차를 활용한 택시 영업을 시작하였다.

라이드셀(RideCell)은 자동차 공유 서비스, 자율주행 차량 관리 등 모빌리티 서비스 실행을 위한 지능형 소프트웨어 플랫폼을 제공하는 업체로서, 자율주행기술 개발사인 아우로(Auro)를 인수하며, 자율주행 관련 전문성을 확보하고 있다.

 

자율주행자동차 관련 주요기술 현황

자율주행자동차의 핵심기술은 주변환경 인식, 자율주행 소프트웨어, 차량제어 하드웨어로 구분된다. 각 기술 별 기반기술 및 부품은 하기 표와 같다.

 

구분

기반기술 및 부품

주행환경 인식

1)   센서기술 (라이다, 레이다, 카메라 등)

2)   정밀지도 및 측위 (디지털맵)

3)   통신기술 (커넥티버티 - V2X)

자율주행 소프트웨어

1)   제어시스템 (판단/주행제어, 학습형)

2)   주행속도 및 경로기록

3)   인포테인먼트용 소프트웨어

차량제어 하드웨어

1)   통합차량제어 (ECU)

2)   액츄에이터 (조향, 현가, 제동장치, 내장재 등)

3)   기타 (공조장치 등)

자료: EY Analysis, KOTRA 실리콘밸리 무역관자료

 

이 중 센서기술은 자율주행에 필수적인 주행환경 인식기능을 제공한다는 점에서 핵심적인 기술로 꼽힌다. 라이다는 고출력의 펄스 레이저를 사용하여 실시간으로 주변환경에 대한 3차원 데이터를 수집하는 장치로서, 레이다, 카메라 센서에 비해 시장이 성숙되지 않아 신규진입의 기회가 많은 분야이다. 레이다는 전자파를 발사해 돌아오는 전파의 소요시간과 주파수를 측정함으로써 주변 사물과의 거리 및 속도를 탐지하는 장치로 시장규모 대비 고가의 개발장비가 필요하여 소수 업체가 시장을 독점하고 있는 상황이고, 카메라는 가시광을 통해 대상 물체에 대한 형태 인식 정보를 제공함으로써 차선, 표지판, 신호등 등의 정보를 판독할 수 있게 하는 장치로서, 모듈 기술 확보가 중요해지는 추세에 따라서 이미지 센싱 칩, 시스템 업체가 모듈 영역 진입을 시도하고 있고, 이를 위해 해당 업체들은 영상처리 소프트웨어를 개발하는 중에 있다.

  

정밀지도 및 측위기술은 인공지능이 활용되는 기술로서, 위치추적 정확도가 개선되고 있으며 정밀지도 데이터와 결합하여 활용 범위가 점차 확대될 전망이다.

 

차량제어시스템 분야는 엔비디아와 인텔이 시장을 양분하고 있다. 엔비디아는 주력제품인 GPU와 자율주행솔루션 패키지로 시장을 주도하고 있고, 인텔은 모빌아이(센서), 요기테크(자동차용 사물인터넷), 너바나시스템스(머신러닝)과의 인수합병으로 시장을 선도하고 있다.

     

자율주행자동차 관련 미국의 정책 현황

교통부 산하의 미국고속도로교통안전국(NHTSA)에서 2016년 9월 자율주행자동차 산업의 발전과 안전을 위한 자율주행자동차 가이드라인을 발표한 이후, 미국 17개 주에서 2017년 6월 자율주행자동차 관련 법안이 제정되었다. 이 후 2020년 1월 8일, 트럼프 행정부와 교통부(USDOT)는 ‘자동화된 자동차 기술의 미국 리더십 강화: 자율주행차량 4.0(Ensuring American Leadership in Automated Vehicle Technologies: Automated Vehicles 4.0)’ 계획을 발표하였는바, 안전과 보안을 우선순위로 지정하고, 혁신을 촉진하며, 일관성 있는 규제 접근성을 보장하는 내용을 골자로 자율주행자동차의 개발 및 협업을 위한 연방차원의 활동과 리더십을 적극적으로 제시하였다는 평가를 받고 있다.

 

한편, 교통 인프라 혁신을 위해 미국은 연방 교통부가 주관하는 ‘스마트 콜롬버스(Smart Colombus)’ 시범 프로젝트를 시행하고 있으며, 이에 따라 콜롬버스시는 교통부 및 민간기관으로부터 약 1억4천만달러를 투자받아 자율주행 인프라, 데이터 통합 공유, 전기차 인프라 등 다양한 분야의 신규사업을 추진함으로써 자율주행 인프라 구축의 핵심적인 역할을 하고 있다.

  

시사점  

관련 기업들은 개방적 산업생태계 조성이 중요

자율주행자동차 분야는 신기술 위주로 구조개편이 가속화되면서 정보통신기술 및 신소재 기업들의 시장 진입으로 글로벌 경쟁구도가 끊임없이 변하고 있는 바, IT, 전자, 반도체로 대표되는 ICT기업들과 자동차제조업체들간의 융합과 협력의 개방적인 생태계 조성이 중요하고, 이러한 환경에서 우리 기업들이 시장 경쟁력을 갖추기 위해서는 관련 기술의 동향 및 시장의 변화에 능동적으로 대처해야 한다.

 

새롭게 창출되는 상품 및 서비스업에 주목

향후 자율주행자동차가 상용화되면 운전자의 안전과 신뢰를 향상시킬 수 있는 상품과 서비스가 증가할 것이며, 운전자는 운전에서 자유로워지므로 차안에서 즐길 수 있는 컨텐츠 내지 서비스에 대한 수요가 커져 이와 관련한 다양한 비즈니스 기회가 창출될 수 있으므로 우리 중소 기업들은 해당 시장의 진입을 고려해 볼 수도 있다.

 

국가 차원의 제도적, 재정적 뒷받침이 필요

자율주행자동차의 상용화를 위해서는 자율주행기술, 교통수단, 서비스, 도로인프라, 통신인프라의 통합과 연계가 필수적이다. 따라서 정부차원에서는 이러한 견지에서 기술개발을 지원하고 투자하는 것이 중요하고, 자율주행자동차 상용화에 따라 발생될 차량공유서비스와 같은 새로운 비즈니스에 대하여 제안될 수 있는 규범에 대하여 미리 검토하여보고 준비하는 자세가 필요하다.

 

자료: 한국교통연구원, Fobes, AMR, IHS, Greyb, EY Analysis, KOTRA 실리콘밸리 무역관 자료 종합

공공누리 4유형

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