전기자동차에 들어가는 차량 반도체는
NXP
인피니언
TI (TEXAS INSTRUMENTS)
페어차일드 세미컨덕터
보쉬
르네사스
ARM
ST마이크로일렉트로닉스
등이 있다.
차량에 사용되는 반도체는 어떤종류가 사용되는가?
우선 전기자동차에 들어가는 부품에 대해서 이야기를 해보면
파워트레인 부분과 엔터테인먼트 부분이 있다.
엔터테인먼트 부분은 우리가 일반 가솔린 차 안에 사용되는 다양한 라디오라던지 네비게이션 부분 등에 해당되는 것이고, 그나머지가 파워트레인이라고 차량 구동을 하는 부분이다. 모터가 이 파워트레인에 들어가며 이를 제어하기 위해 고전력을 제어할 수 있는 반도체가 사용되는데 이를 전력반도체라 부른다.
전력반도체는 아무래도 고전력을 제어하다보니 아래 칩보다 더 무식하게 생겼다.
전기자동차에서 더 보아야할 반도체는 무엇인가?
엔터테인먼트 부분은 원래 모든 자동차에 사용되는 것이고 날이 갈수록 기술이 가속화되어가기 때문에 기존에 있는 회사가 더 독점적으로 가져가지 않을까 생각된다.
파워트레인에 사용되는 전력반도체의 시장이 전기차는 더 커지지 않을까 생각된다.
자동차 반도체 및 전력반도체의 진입이 쉽지 않은 이유.
일반 전자장치에 비해서 자동차는 더 엄격한 품질인증을 거친다.
왜냐하면 자동차는 사람의 목숨과 연결되어 있고 일반 가전제품보다 더 열악한 상황에서의 사용이 가능해야하기 때문이다.
이때 더 주요하게 보는 것은 온도에 대한 부분이다.
일반 가전제품은 최대 80도 정도만 건뎌도 된다면, 자동차의 반도체는 120도 이상을 견뎌야 하기 때문이다.
생각해 보라. 자동차의 본닛과 대쉬보드만 해도 한 여름에 그냥 80,90도가 넘어 매우 뜨겁다.
그 추운 나라, 알레스카, 캐나다에서도 자동차는 달려야한다.
폰은 영하에서 동작되지 않아도 생명에 크게 문제가 없지만 추운 곳에 자동차가 중간에 멈춘다면 사람의 생명에 위협이 될 수도 있다.
그래서 이런 조건을 만족하는것이 어렵기 때문에 새로운 반도체 회사들에게 차량용 반도체의 진입장벽은 매우 높다.
전기자동차 반도체의 분류
전기자동차에서 반도체는 내가 보기에 크게 세가지로 나누면 되지 않을까 싶다.
1. MCU = 컴퓨터의 CPU 역할을 하는 반도체
2. 전력반도체 = 220V이상의 전압, 고전류를 제어하여 충전하고 모터를 제어하는 핵심반도체
3. 일반반도체라고 하지만 다양한 기능의 반도체 = 통신, 메모리, 전력관리, 전력반도체를 제어하는 반도체 등.
1. 전기차부품의 뇌, MCU의 대장은 NXP 이다.
현재 가솔린 차량에서도 많은 부품들이 전자화 되는 중이므로 MCU의 수요는 더 높아질 것이다.
제네시스에 브레이크도 X-wire라고 하며 중요부품이 전자화되어간다.
NXP는 많은 자동차 부품의 MCU(CPU)로 가장 많이 사용되는 반도체 회사다.
미국 상장되어 있고, 현재 시총 70조정도를 가진다.
삼성전자가 인수하니마니하고 있는데 어떻게 될지는 모를 일이다.
이 반도체를 대체할 신뢰성 높은 MCU가 거의 없는 것으로 알고 있다.
그래서 현대자동차에서는 이 반도체에 대한 의존도를 낮추기 위해서 텔레칩스라는 회사가 최초로 MCU를 개발했다고 하나 후에 신뢰성을 어떻게 만족할 지는 모를 일이다.
우리나라에서도 MCU관련하여 우리나라에서 좋은 기업이 나왔으면 좋겠으면 하는 바램이 있다.
2. 차량 전력반도체의 대장은 인피니언이다.
인피니언은 전기차 전력반도체에 가장 많이 사용되는 반도체 회사이다.
(실생활에 사용되는 다른 전력반도체들도 있으나, 종류가 각자 달라서 다른부분에 많이 사용된다.)
가장 비싸고 신뢰성이 높은 편이다. 이 외에도 ST마이크로일렉트로닉스, 도시바, ON 세미컨덕터들도 있다.
이 전력반도체는 간단하게 말하면 스위치이다.
고전압 220V를 배터리에 충전, 충전된 배터리 전압으로 모터를 제어할 때 사용된다.
스위치를 껐다 켰다 해서 전압/전류의 양을 조절한다고 생각하면 된다.
고전압, 고전류이기 때문에 안전과 연관되어 더 정밀하게 제어되고 깔끔한 스위칭이 되어야 하기 때문에 만들어지는 과정이 더 까다롭다.
전기차의 품질을 만족하기 위한 전력반도체는 아직 우리나라에서 없다.
우리나라에서도 간간히 전력반도체를 개발하기 위해서 노력을 가하고 있긴한데 삼성전자도 자동차를 만드는 회사는 아니다 메모리에 집중하는 것이 회사입장에서 더 효율적이라고 생각했던지 전력반도체쪽은 크게 집중하지 않는 모양이다.
삼성전자, SK하이닉스는 하드디스크 같은 메모리 반도체를 주력으로 하고 있기 때문이다.
우리나라에서도 현대기아자동차에서는 그에 대한 중요성을 파악해서 최근 몇년 동안 전기/전자 분야의 채용에 열심이다.
현대자동차에서 현대케피코, 현대오트론 등의 자회사를 설립하여 반도체를 만들려고 시도하였으나, 쉽게 전력반도체를 만들수 있을지는 모르겠다.
우리나라에서 아무리 정밀한 제품을 만들려고 용을 써도 간간히 일본제품의 디테일을 못따라잡는 경우같은 느낌이다.
3. 통신, 제어 등의 반도체는 TI, 온세미컨덕터, 보쉬 등이 있다.
전기차부품은 대략 만개정도가 사용될 것으로 예상되는데, 부품들이 서로서로 상태를 확인하고 제어하기 위해서는 통신반도체가 필요하다. 쉽게 우리가 인터넷을 사용하기 위해 모뎀/공유기가 있어야 하는 것과 같다.
그리고 내부 전력반도체가 현재 상태를 판단해서 제어하기 위한 반도체도 있다.
MCU에서 모든 것을 제어하는 것보다 기능별로 반도체가 분산되어 더 효율적으로 운영하기 위해서이다.
이쪽은 무언가가 대장이라고 하기는 어려운데, 상대적으로 TI의 규모가 더 큰 것으로 알고 있다.
TI는 텍사스인스트러먼트의 약자이다.
그리고 각 모듈마다 소프트웨어를 저장하기 위해 사용되는 ROM도 사용되는데 롬도 다양한 회사에서 출시하고 있다.
하지만 우리나라에서는 차량용을 위한 ROM은 없는 것으로 알고 있다.
이 반도체들은 전기차의 구동장치에 사용되는 반도체 들이며,
이외에 우리가 더 일반적으로 알고 있는 자동차 내장장치의 터치나 버튼을 눌러서 쓰는 장치들은 휴대폰이나 타블릿에 사용되는 반도체와 유사한 것도 많다.
제일 안타까운 점은 우리나라에서는 이러한 차량용 반도체를 개발하는 제대로된 회사가 없다는 점이다.
그리고 엄격한 품질인증을 거치는 만큼 국산 반도체에서 차량용 반도체를 만들 기술력이 아직은 부족하다.
현대차에서도 만들려고 시동을 거는 중이니 훗날은 기대를 해볼만 한 것같다.
하지만 아직은 전기차 차량 반도체에 대한 주식은 NASDAQ을 보는 것이 맞을 듯 하다.