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Nikkei X-TECH_2020.11.18

통합 ECU를 노리는 르네사스
반도체의 최적의 솔루션을 찾아낼 수 있을까?

르네사스 일렉트로닉스의 차량용 반도체에 관련된 이벤트가 10월 말에 개최되었다. 지금까지는 ‘R-Car 컨소시엄 포럼’으로서 개최되었지만, 이번에는 ‘르네사스 오토모티브 세미나 with R-Car 컨소시엄’이란 이름의 온라인 회의로 개최되었다. 차량의 전기/전자(E/E) 아키텍처의 변화와 자동차회사의 기본 소프트웨어(Vehicle OS) 개발 등 흥미로운 테마들이 많이 다뤄졌다.

차량의 E/E 아키텍처는 분산형에서 중앙(Central)형 및 존(Zone)형으로 변화하고 있다. 기존형인 ‘클래식 ECU(전자제어 유닛)’에서 OTA(Over The Air)에 의한 소프트웨어 갱신에 대응하는 ‘Adaptive ECU’로의 변화라고 말할 수 있을 것이다. 르네사스는 클래식 ECU용 마이크로컴퓨터 사업에서 키워온 강점을 Adaptive ECU용의 차량 탑재 SoC(System on Chip) 사업에 활용할 계획이다.

이 때 중요한 것이 소프트웨어의 재이용성(Scalability)이라고 한다. 많은 자동차회사 및 1차 부품제조사(Tier1)는 오랜 기간 르네사스의 마이크로컴퓨터 상에서 움직이는 소프트웨어를 개발해왔다. Adaptive ECU로 바뀌어도 르네사스의 차량용 SoC를 이용한다면 기존에 이용해온 소프트웨어들을 재이용할 수 있어 개발 리소스를 절약할 수 있다. 이는 특히 과거의 클래식 ECU 기능을 포함한 Adaptive ECU 개발에서 중요하다.

Adaptive ECU는 소프트웨어와 하드웨어를 분리할 수 있는 구조이며 하드웨어(반도체)는 자유자재로 교체할 수 있다고 생각하기 쉽다. 하지만 ADAS(첨단운전자지원시스템)와 자율주행에서는 실시간성이 요구되기 때문에 “하드웨어를 교체할 때에는 소프트웨어가 완벽하게 동작하는지를 다시 검증해야 할 필요가 있다. 이 때문에 개발 프로젝트 초기에 채택된 하드웨어가 이후에도 계속 이용될 가능성이 높다”(르네사스 일렉트로닉스 오토모티브 솔루션사업본부의 가타오카(片岡) 부사업본부장).

컴퓨터와 스마트폰 세계에서도 소프트웨어와 하드웨어를 분리할 수 있다고 알려져 있지만, 실제로는 프로젝트 초기부터 참여한 반도체회사의 칩이 사실 상의 표준이 되는 경우가 많다. 사람의 생명에 관련된 자동차에서는 소프트웨어와 하드웨어의 분리가 어려워 이러한 경향이 한층 더 강하다.

르네사스의 차량용 SoC ‘R-Car M3’는 독일 폭스바겐의 신형 전기자동차(EV) ‘ID.3’의 바디 통합 ECU에 채택되었다. 이것은 소프트웨어의 재이용성 및 칩의 저소비 전력성이 우수하다고 평가 받았기 때문이다. 폭스바겐은 Vehicle OS ‘vw.OS’를 개발하고 있으며 그 초기 통합 ECU에 르네사스의 칩이 채택되었다는 점은 주목할 만 하다.

하지만 ID.3의 통합 ECU는 바디계 외에도 2가지가 있어 르네사스만이 선택된 것은 아니라는 점에 주의해야 한다. 또한 ID.3의 바디 통합 ECU를 개발한 독일의 콘티넨탈이 ‘르네사스의 칩으로는 차세대 통합 ECU에 필요한 성능을 만족시키지 못할 것이다’라고 밝힌 점도 잊어서는 안 된다.

이러한 성능 측면의 과제에 대해 르네사스의 가타오카 부사업본부장은 “CPU 코어를 늘리거나, 미세화를 추진하는 등을 통해 칩의 성능 자체를 높일 수 있다”라고 말한다. 단, 하이엔드 칩은 출하수량이 적어 개발 투자를 회수할 수 없다는 리스크도 있기 때문에 판단이 어렵다고 한다.

“초기에는 많은 자동차회사들이 중앙형 ECU의 연산 성능은 높이고 말단 부문의 ECU 성능은 낮추는 방향으로 추진해왔다. 하지만 최근에는 중앙형 ECU에만 연산 성능을 집중할 경우 비용이 높아진다는 것을 깨닫게 되었다. 이 때문에 말단 부문에 가까운 도메인 ECU와 존 ECU의 성능을 높여 균형을 맞추려는 자동차회사들도 나오고 있다”(가타오카 부사업본부장).

미국의 엔비디아(NVIDIA)와 인텔/이스라엘의 모빌아이 등 IT계열 반도체 제조사들은 높은 성능의 차량용 SoC에 과감하게 투자하고 있다. 한편, 르네사스는 자동차회사들의 동향을 주시하면서 도메인 ECU와 Zone ECU 등 볼륨을 확대할 수 있는 시장을 노리고 있는 것으로 보인다. 그곳에서는 소프트웨어의 재이용성과 저소비전력 등 르네사스의 강점을 활용하기 쉽다. 콘티넨탈의 담당자는”엔비디아와 르네사스의 중간 정도의 반도체 선택지가 있었으면 좋겠다”라고도 말한다. 그 정도에서 최적의 해답을 얻을 수 있을지도 모른다.

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