자율주행 경제권의 주역 다툼

도요타와 엔비디아(NVIDIA)가 CES에 등판

이르면 2020년 무렵부터 실용화가 시작되는 자율주행 차. 18년 1월에 미국 라스베이거스에서 개최된 세계 최대급의 일렉트로닉스 전시회 ‘CES 2018’은 그야말로 자동차의 혁신 전야라고 할 수 있을 정도의 내용이었다. 무인으로 달릴 수 있는 것을 어필하는 단계는 끝났다. 자율주행의 ‘경제권’ 안에서 어떻게 우위성을 확보할까에 전력을 쏟는 모습이 두드러졌다.

“자동차회사를 넘어서 사람들의 다양한 이동을 도와주는 모빌리티 회사로 변혁한다”. CES 2018에서 열린 기자발표회에서 도요타자동차의 도요타 아키오 사장이 결의를 선언하였다. 자동차제조업에서 탈피하여 “모빌리티 서비스의 플랫폼을 만드는 회사가 될 것이다”라고 말한다.

-- 대기업과 협력하여 확실한 서비스 구축 --
도요타는 이번에 자동차를 사용한 서비스에서의 이용을 상정한 전기자동차(EV) 컨셉트 카 ‘e-Palette Concept’를 발표하였다. 저상의 상자 모양 디자인을 채용, 넓은 실내 공간을 실현하였다. 실내에는 라이드 셰어링이나 물류, 판매 등 서비스 사업자의 용도에 따른 설비를 탑재할 수 있다고 한다.

차량/서비스 개발의 초기단계부터 외부 기업과 협력을 맺어 차량의 사양을 검토하고 실증 사업을 공동으로 추진해 간다는 점이 특징이다. 도요타의 e-Palette 구상에 찬동한 미국의 아마존닷컴, 우버, 피자헛, 중국의 디디추싱의 요구를 듣고 차량 개발에 반영시켜 나간다.

작은 한 걸음부터 시작하는 방법

제조현장에서는 “데이터 수집을 위한 설비투자 등의 비용이 너무 많이 든다”는 생각을 가지고 있다. 그러나 창의적인 연구를 통해 소규모이면서 저비용으로 데이터 수집∙분석을 실현하는 방법은 있다. 작게 시작하여 효과를 확인하면서 규모를 확대해 나간다면 얻은 데이터를 사용하여 현장의 개선도 이루어질 수 있다. 실제의 도입 사례 및 제품∙서비스를 통해 공장의 IoT화를 어디서부터 시작해야 할 지 모색해 본다.)

■ 작게 시작해서 크게 개선: 메이유(明友)의 사례
수지 성형품의 제조를 맡고 있는 메이유(본사 지바)는 공장에 있는 총 9대의 사출성형기를 IoT화했다. 각 설비의 가동 상황을 가시화하여 공장 전체의 가동률을 향상시킬 수 있었다. IoT화에 이용한 것은 저가격의 소형 PC보드(마이크로 컴퓨터)인 ‘Raspberry Pi’와 전류 센서. 1세트의 가격은 단 1만 5,000엔이다.

사출성형기의 전원 라인에 전류센서를 설치하여 검출한 전류치의 데이터를 클라우드에 올린다. 이에 따라 동작 중인지 정지 중인지, 또는 순서 변경 작업에 의한 일시 정지 중인지 등 가동 상황을 파악할 수 있게 되었다. 그런 데이터를 기반으로 순서 변경 작업으로 시간이 지연되는 작업자 교육을 철저히 하면서 지금까지 1일 단위였던 생산계획을 시간 단위로 세분화시켰다. 이에 따라 설비 가동률이 약 80%까지 개선되었다고 한다.

지리 그룹, 다임러의 최대주주로 등극

독일 자동차 제조사인 다임러의 최대주주가 된 지리(吉利)그룹은 조만간 세계의 주요 자동차 업체를 산하에 두게 된다. 거액의 투자액을 들여 매입을 계속해 나가지만, 기업의 해외투자에 제한을 두려고 하는 중국 정부로부터의 ‘문책’은 없다. 다임러가 보유한 전기자동차의 기술을 손에 넣음으로써 자국의 산업 발전에 이득이 되게 하려는 중국 정부의 의도가 엿보인다.

중국의 자동차 업체, 저장지리(浙江吉利) 홀딩그룹의 리수푸(李書福) 회장은 독일 다임러의 최대주주가 되고 수 시간 후에, 중국의 일개 기업가를 향한 전세계의 우려를 불식시키기 위해 나섰다. “현재의 자동차 업계에서는 외부로부터의 침략자와 싸움에서 단독으로 이길 수 있는 기업은 없다. 성공을 위한 고도의 기술을 손에 넣기 위해서는 동지, 즉 제휴 상대와의 동맹관계가 불가결하다”라고 리수푸 회장은 말했다.

그러나 지리와 맹렬한 야망을 가진 지리의 경영자는 독일인으로부터 ‘침략자’라는 생각이 들지 않게 노력해 나가지 않으면 안 될 것이다. 저장지리 홀딩그룹은 기업 매수와 주식 구입을 통해 눈 깜짝 할 사이에 세계 자동차 업계에서 유력한 기업으로 자리매김하고 있다. 지금은 스웨덴의 트럭 제조사인 볼보자동차 및 영국의 스포츠카 브랜드인 로터스, 말레이시아의 자동차업체인 프로톤, 홍콩에서 상장된 자동차 제조사인 지리기차, 영국의 택시 제조사인 LEVC, 덴마크 투자은행 삭소뱅크, “하늘을 나는 자동차’를 개발하고 있는 미국의 신흥기업인 ‘테라프기어’를 산하에 두고 있다.

중국항천과공집단, 우주 사업에 주력

-- 위성으로 대용량 통신망 구축 --
중국의 국유기업으로 미사일 등 방위시스템을 운영하는 중국항천과공집단(中國航天科工業集團)이 우주 사업 개발에 박차를 가하고 있다. 가오(高) 이사장은 일본경제신문의 인터뷰에서 우주와 지상을 반복해 왕복하는 중국판 우주왕복선 개발을 추진할 계획을 표명. 2030년의 시험 비행을 목표로 한다고 밝혔다. 저궤도 위성을 이용한 브로드밴드(대용량) 통신망 구축도 추진할 계획이다.

중국항천과공집단은 항공기를 제작하는 중국항공공업집단(AVIC), 로켓 개발을 중심으로 하는 중국항천과기집단(中國航天科技集團)과 함께 중국의 항공 우주 산업을 이끌고 있다. 가오 이사장은 일본경제신문과의 서면 인터뷰에서 “우주 기술의 발전으로 광범위한 분야에서 우주 개발이 상업화되는 단계에 접어들었다”라고 강조했다.

중국항천과공집단은 우주 사업으로 5개 항목의 프로젝트에 주력, 광범위한 우주 개발 사업을 운영하는 독보적인 기업을 목표로 한다. 프로젝트의 하나인 ‘텅윈(騰雲)’에서는 ‘콩티엔페이지(空天飛機, Space Airplane)’를 개발. 위성 발사, 우주 비행, 우주스테이션으로의 물자 보급 등의 사업을 상정하고 있다.

인터넷 트래픽 급증, 네트워크의 시련

경이적인 기세로 팽창하는 인터넷 트래픽. 급증하는 주요인은 비디오와 모바일이다. 이제 곧 시작될 5G & 4K 시대에는 그 기세는 더욱 가속화될 것이다. 그런 ‘시련’의 시대에 통신사업자나 ISP, 네트워크 서비스 사업자들은 어떻게 대항할 것인가?

Part 1. ‘연율 1.5배증’ 트래픽과의 전쟁
광 인터넷 정액제는 유지 가능할까?

최근 몇 년, 연율 약 1.5배로 급증하고 있는 브로드밴드 트래픽. 일부에서는 광 인터넷 정액제의 한계를 지적하는 목소리조차 나오기 시작하였다. 일본의 네트워크는 급증하는 트래픽을 완벽하게 지원할 수 있을까? 
밤이 되면 플렛츠가 느리다. NTT동일본/NTT서일본이 운영하는 초고속통신망 플렛츠 (FLET'S)광을 사용하는 일부 유저들로부터 이런 불만이 나오기 시작하였다. “동영상이 멈추기 때문에 집 안에서도 Wi-Fi를 끄고 LTE로 보고 있다”라는 목소리도 나온다. 모바일 회선과 비교하여 고속에 안정적이라는 광 회선의 이미지는 점점 무너지고 있다.

요인은 트래픽의 증대다. 요즘은 집 안에서도 각 개인이 스마트폰이나 태블릿을 사용하고 있다. 복수의 단말이 상시 인터넷에 연결되어 있는 상태다. 또한 텔레비전, AI 스피커, 게임기 등 광 회선에 연결된 디바이스는 계속 늘고 있다.

파워디바이스와 회로 토폴리지

탄화규소(SiC) 및 질화 갈륨(GaN)을 사용한 와이드 갭 반도체 개발이 눈부시게 이루어지고 있다. 1.2㎸ 클래스는 이미 많은 제조사로부터 제품화되어, 최근에는 고내압을 가진 SiC의 개발이 성황을 이루며 10㎸ 내압 SiC의 적용 사례도 보고되고 있다. 지금까지 사이리스터 → GTO → IGBT로의 변혁이 전력 변환장치를 크게 바꾸어 놓은 것처럼, 파워 일렉트로닉스는 파워 디바이스의 발전화 함께 크게 진화해 온 역사가 있다.

저손실 디바이스가 출현하자, 전력 변환장치는 비약적으로 소형화(고 파워 밀도화)가 진행되었다. 효율은 최대 100%로 한계는 있으나, 소형화에는 끝이 없다. 고효율화는 성(省)에너지 덕분이라고 생각하는 경우가 많으나, 95%를 뛰어넘는 고효율의 세계에서는 고효율화에 따른 러닝코스트의 저감효과는 작다. 한편, 효율이 향상되면 저(低)손실화에 따라 냉각을 작게 할 수 있어, 소형, 경량화에 크게 기여한다.

고 파워 밀도화는 커다란 이노베이션의 가능성을 감추고 있다. 예를 들어 스마트폰에 아무리 매력적인 콘텐츠나 서비스가 있다고 해도 주머니 안에 두고 꺼내지 않거나, 전원이 하루를 버티지 못했다면 이렇게까지 보급되지는 않았을 것이다. 
 

직분사 엔진에서 터보 차저와 하이브리드 시스템까지

최근, 자율주행을 시작으로 자동차 일렉트로닉스 분야의 기술진화가 빠르고 크게 변화하고 있으나, 엔진이나 하이브리드 시스템, 변속기 등의 기계부품에 특화된 정보는 제한되어 있다. 자동차는 약 3만점의 부품으로 만들어지고, 엔진과 변속기는 계속 진화하고 있으며 중요한 역할을 담당하고 있다. 본서를 읽으면 파워트레인에 관한 기본적인 메커니즘에 대한 이해를 더 깊게 할 수 있는 포인트를 찾을 수 있을 것이다.

본서는 ‘엔진’ 및 ‘하이브리드 시스템’, ‘변속기’, ‘샤시’로 구성되었다. 제1장의 ‘엔진’에서는, 최근의 주류인 직분사 엔진부터 터보 차저, 흡기밸브의 개폐 타이밍·리프트 양을 가변 하는 기술, EGR(배기가스 재순환)을 해설한다. 연료를 효율 좋게 연소시켜 연비를 향상하면서 배기가스 배출량을 줄이는 시스템이 추진되고 있다.

제2장의 ‘하이브리드 시스템’에서는, 도요타자동차가 1997년에 발매한 세계 최초의 양산 하이브리드차 ‘프리우스’에 대하여 초대에서 현재의 4대째까지의 진화를 상세하게 설명한다. 혼다와 니싼 자동차, 미쓰비시 자동차 등의 일본메이커만이 아닌, 독일의 다임러사와  BMW 등의 유럽메이커 각 사의 시스템의 차이를 해설한다.