모빌아이의 ‘데이터 연금술’

자동차 업계에 불고 있는 ‘데이터 비즈니스’의 골드러시

데이터는 돈이다. 커넥티드카로부터 수집한 다양한 데이터를 가공해 새로운 비즈니스를 창출해 내는 ‘데이터 비즈니스’가 움직이기 시작했다. 자동차 업계에 불어 닥친 ‘골드러시’에 다양한 기업들이 난립하고 있다.

그 중에서 선두에 나선 것이 자동 브레이크용 화상처리 반도체 ‘EyeQ’ 시리즈를 개발하고 있는 이스라엘의 Mobileye이다. 도요타자동차 및 미국의 GM 등의 자동차 제조사와 부품 제조업체도 대책에 나서고 있다. 데이터 비즈니스로의 사업 전환이 가능한 기업인지 여부에 관심이 모아 지고 있다.

Part 1. 모빌아이의 결단
MaaS시대의 ‘골드러시’

‘사물’에서 ‘서비스’로. MaaS(Mobility as a Service) 시대로 향하는 속에 자동 브레이크용 화상처리 칩의 대기업인 모빌아이가 승부수를 띄운다. 2019년 초에 당사는 차재 카메라의 빅데이터를 무기로 서비스 사업을 전개한다고 선언했다. 화상처리 칩의 제조 판매가 호조인 상황에서 왜 전환해야 할 필요가 있었던 것일까?

이스라엘 모빌아이가 일본 시가지의 고정밀도 지도(HD 맵)의 구축을 2019년 1월에 본격적으로 시작한다는 것이 알려 졌다. 차재 카메라로 촬영한 영상을 기반으로 지도 데이터를 생성하는 시스템을 사용한다. 해당 기능을 갖춘 차량을 500대 규모로 준비해 금년 4월에 아이치현 도요하시시에서 주행시킬 계획이다.

IoT단말 고기능화 가능성

전고체 배터리를 이용한 Li이온 2차전지, 즉 전고체 배터리가 드디어 실용화된다. 그러나 전기자동차용이 아니라 기판 표면에 실장되는 부품으로서다. 대부분이 한 변 수mm인 정육면체로 크기는 작지만 그 임팩트는 작지 않다. 일부 콘덴서를 대체하는 등 향후의 회로설계 및 IoT 단말의 기능을 크게 바꿔 나갈 가능성이 있다.

19년은 기판 위에 얹는 부품으로서의 전고체 배터리 원년이 될 것이다. 이미 월 3만개 규모로 샘플 출하하고 있는 TDK에 이어, 국내의 적층세라믹콘덴서나 칩인덕터 업체가 잇달아 기판 실장용 세라믹스에 기초한 전고체 배터리를 개발하고 있다. 세라믹스 기술을 강점으로 하는 NGK Insluator(일본애자)도 ‘반고체배터리’로 민생품 부문에 신규 참여하고 있다. 본고에서는 이들을 ‘세라믹스계 배터리’로 총칭한다.

-- 기판 위의 ‘손님’에서 ‘동료’로 --
지금까지도 기판 위의 회로에 배터리로 전력을 공급하는 용도는 있었다. 그 전력공급원의 대부분이 코인형 1차전지다. 원칙적으로 외부 장착하는 형태로 배터리가 소진하면 교환하는 설계였다. 때문에 기판 입장에서는 ‘손님’이었다.

한편, 이번 세라믹스계 배터리는 저항기나 콘덴서, 인덕터 등의 수동 부품이나 IC 등과 나란히 기판용 부품의 ‘일원’이 되었다. 실제 세라믹스계 배터리의 대부분은 얇은 장방형으로 기존의 수동 부품과 많이 닮았다. 최고 260℃에서의 리플로우 납땜 프로세스에서 기판 상에 표면 실장할 수 있다.

속속 진행되고 있는 거대 프로젝트

차량 기지에 인공 지반으로 뚜껑을 덮고, 그 위에 빌딩들이 들어서고 있다. 노후화한 초고층 빌딩을 막대한 비용과 최신기술을 이용하여 잇달아 재생한다. 미국 뉴욕 맨해튼의 다이내믹한 최신 건축 동향을 보고한다.

미국의 합리주의에 놀라게 되는 거대 프로젝트가 미국 뉴욕 맨해튼에서 진행 중이다. 부지 면적 약 11헥타르의 ‘허드슨 야드’계획. JR동일본이 계획하고 있는 야마노테센 시나가와역과 다마치역 사이의 재개발 부지 면적이 약 9.5헥타르라는 것을 생각하면 그 규모의 크기를 짐작할 수 있을 것이다. 미국의 민간 부동산 개발로서는 최대인 총 사업비 250억달러(약 2조 7,500억엔)가 투입된 거대 프로젝트다.

-- 차량 기지 위에 빌딩 건설 --
현재 허드슨 야드에서는 부지의 절반에서 초고층 빌딩이 건설되고 있다. 잘 보면 건설되고 있는 빌딩들은 거대 인공 지반 위에 세워지고 있다. 허드슨 야드의 부지는 뉴욕주 도시교통국(MTA)의 차량 기지에 인공 지반으로 뚜껑을 덮고 조성하고 있기 때문이다. MTA는 공사기간 중에도 차량 기지를 운영하고 있다. 현장에서는 아직 인공 지반을 부설하지 않은 장소가 있기 때문에 철도 차량이 출입하고 있다.

오피스 빌딩이 즐비한 허드슨 야드 부지 동쪽의 인공 지반은 2만 5,000톤의 철강과 약 1만 700㎥의 콘크리트를 이용하고 있다. 총 중량은 3만 5,000톤 이상. 이 인공 지반을 지탱하는 것은 합계 300기의 케이슨이다.

‘1대에 기능 집약’에서 전환/ 현장감과 고화질

차세대통신규격 ‘5G’가 스마트폰의 혁신을 촉구하고 있다. 한국의 삼성전자나 중국 화웨이 등 스마트폰 기업은 접이식 스마트폰이나 2화면 스마트폰 등 새로운 모델을 잇달아 발표하였다. 그러나 5G가 초래하는 변화에 스마트폰 단체로 대응하는 것은 어렵다. 주변기기나 클라우드와의 협력 등 스마트폰의 기능을 외부로 분산시켜 나가는 구도가 가시화되고 있다.

-- 영상과 촉감을 연동 --
디스플레이 화면에 숲의 영상을 비춘다. 디스플레이를 향해 자신의 손을 펼쳐 내밀면, 디스플레이의 가상공간에도 똑같이 손이 나타났다. 갑자기 화면 밖에서 파란 새가 날아 들어와 가상공간 속의 손에 앉았다. 그 순간에 놀랍게도 현실의 자신의 손에도 새가 내려 앉은 듯한 감촉이 전달되었다.

이는 가상현실(VR)이나 게임 속에서 촉감을 체험할 수 있는 기술을 개발하는 스타트업 기업 H2L(도쿄)이 NTT도코모와 공동으로 개발하는, 5G를 활용한 서비스 의 한 사례다. H2L은 가슴에 장착한 벨트를 통해 전기자극을 줘서 근육을 수축시킴으로써 손으로 사물을 만진 듯한 감각을 만들어내는 장치를 개발하고 있다. 

와세다대학∙도이치텔레콤, 연구 시동

-- 통신 속도 4G의 1,000배 --
일본과 유럽의 산∙학∙관이 협력해 이동통신의 차차세대의 규격이 되는 ‘포스트 5G’를 위한 공동 연구를 시작한다. 와세다대학의 가와니시 교수가 주도하는 이번 연구에는 유럽의 대학과 NEC, 도이치텔레콤 등이 참가한다. 통신 속도는 현재 보급되고 있는 4G의 1,000배 이상으로, 블루레이 디스크(BD) 1개 분의 고정밀 영상을 2초 이내에 송수신할 수 있다. 5G에서는 중국 등이 크게 앞서있지만, 포스트 5G에서의 만회을 노리고 있다.

휴대전화 등 이동통신은 1980년대에 제1세대가 등장한 이후, 10년마다 계속 진보해왔다. 총무성에 따르면, 통신 속도는 30년간 약 1만배 빨라졌고, 2018~2020년에는 세계적으로 차세대 통신규격 ‘5G(제5세대)’의 보급이 시작된다.

연구그룹은 5G의 다음 세대가 되는 ‘포스트 5G’ 규격으로서 주파수 300기가헤르츠(GHz)의 전파를 이용한 무선통신 기술 개발에 도전한다. 5G에서 사용하는 28GHz 대역 등에 비해 정보량이 10배 이상으로 확대된다.

일본과 독일이 주도하고 있는 포스트 5G는 이미 미국 전기전자기술자협회(IEEE)가 300GHz 대역을 무선LAN 등과 동일한 규격의 단거리 통신용으로서 규정하고 있다. 이를 실현하기 위해서는 높은 주파수 신호를 증폭시키거나 처리하는 기술과 정보를 처리하는 반도체 개발이 필요하다.

● 500만엔대 저가 레이저 드론 등장
고밀도 점군 데이터 취득, 재해 현장 등에 강한 요구

Terra Drone(도쿄)은 IMU(관성계측장치)를 사용하지 않는 방법으로 가격을 기존의 3분의 1인 550만~600만엔 정도로 억제한 레이저 스캐너 탑재형 드론(이하 레이저 드론)을 공급하기 시작하였다.

레이저 드론이라는 것은 소형의 3차원 레이저 스캐너나 GNSS(위성을 이용한 측위시스템의 총칭), 스캐너의 자세나 가속도를 계측하는 IMU를 탑재한 드론을 말한다. 지상을 향해 근적외 레이저를 조사하여 반사되는 레이저의 시간 차로 지형을 측량∙계측한다.

수목이 우거진 지표면의 3차원 점군 데이터를 얻을 수 있다는 것이 장점이다. 벌채 전의 공사 현장의 지형데이터를 쉽게 취득할 수 있다는 강점을 살려, 태양광 발전 시설의 조성 현장이나 재해 현장의 현상 파악 등에서 사용되고 있다.

테라드론의 일본총괄책임자인 세키 씨는 “레이저 드론은 특히 토사재해 현장에서의 이용 가치가 높다. 안전성이나 신속성은 물론 기존의 항공 측량과 비교하여 고밀도 점군 데이터를 취득할 수 있기 때문에 미세한 지형의 변화를 포착할 수 있다”라고 말한다. 앞으로는 삼림 관리에의 적용도 확대될 것으로 보이는 유망한 기술이다.

● 파워디바이스와 그를 지원하는 주변 기술
오사카대학 대학원 공학연구과 후나키 쓰요시(舟木 剛) 교수

파워디바이스의 진화는 파워일렉트로닉스의 성능 향상에 있어서 견인 역할을 담당한다. Si 반도체는 결정 성장이나 가공 등 거의 자유자재로 다룰 수 있게 되었으며 이를 이용한 파워디바이스는 그 한계 성능에 점점 가까워지고 있다. 따라서 파워디바이스 개발에 있어서 게임체인지를 일으킬 이노베이션에는 SiC(산화규소)나 GaN(질화갈륨)과 같은 와이드 밴드갭(WBG) 반도체가 필요하다.

신문이나 잡지에서는 Si 반도체를 SiC 등의 와이드 밴드갭 반도체로 바꾸는 것 만으로 손실이 감소한다고 소개하고 있다. 그러나 본질은 기존의 Si 반도체에서는 내압과 도통 손실의 양립을 위해 바이폴라 구조를 채용할 수 밖에 없었던 고전압에서, 파괴 전계 강도가 큰 반도체 재료를 이용함으로써 유니폴라 구조를 채용할 수 있다는 점에 있다.

MOSFET 등의 유니폴라 디바이스는 문턱전압에 의한 손실이 발생하지 않는다. 또한 전도도(電導度) 변조를 이용하지 않기 때문에 스위칭 동작이 빠르고 역회복이나 후미전류에 의한 손실이 발생하지 않는다. 밴드갭의 크기는 고온에서의 내압 유지에 유리하게 작동한다.