‘MCU 기업을 가다’는 세계 MCU 시장 1위(2014년 가트너 통계기준)인 절대강자 르네사스(Renesas) 오토모티브 MCU를 소개한다. 오토모티브 MCU 전 세계시장의 40%에 가까운 시장을 차지하고 있는 르네사스는 분야별로 사업본부를 나누고 있을 정도로 애플리케이션에 특화된 MCU 제품들을 공급하고 있다. 고성능 안전성을 목표로 한 오토모티브 원칩화 솔루션을 꿈꾸는 르네사스 코리아 김세용 부장(사진)을 만났다.
E4ds 뉴스는 다양한 전자제품의 두뇌로 불리는 MCU(Micro Controller Unit)를 주력하는 주요 반도체 기업을 찾아간다. MCU는 단순한 전자기기에서 IoT 시대의 자동차, 로봇 등 그 활용폭이 넓어지면서 갈수록 고성능 저전력 성능이 강화되고 있다. 이에 다양한 MCU 제품의 기능과 특징을 집중적으로 소개하고 이들 MCU 주요 업체들의 취재를 통해 각 기업들이 중점을 두는 기술들과 트랜드를 살펴 독자들의 제품 선택에 도움을 주고자 한다. <편집자 주>
[취재 / 신윤오 기자, 김수진 기자] ‘MCU 기업을 가다’는 세계 MCU 시장 1위(2014년 가트너 통계기준)인 절대강자 르네사스(Renesas) 오토모티브 MCU를 소개한다. 오토모티브 MCU 전 세계시장의 40%에 가까운 시장을 차지하고 있는 르네사스는 분야별로 사업본부를 나누고 있을 정도로 애플리케이션에 특화된 MCU 제품들을 공급하고 있다. 고성능 안전성을 목표로 한 오토모티브 원칩화 솔루션을 꿈꾸는 르네사스 코리아
김세용 부장(사진)을 만났다.
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오토모티브 분야에서 르네사스의 주력 분야는 무엇인가?
르네사스의 오티모티브 사업은 개발과 기술, 그리고 시장 요구에 맞춰 사업을 운영하기 위해 샤시, 바디, 정보, 아나로그&파워(Analog & Power) 사업부로 나누었다. 오토모티브는 크게 2가지인 제어계와 정보계로 나눌 수 있다. 우선 제어계는 사람의 안전과 관련되는 브레이크, 엑셀레이터, 스티어링 등 샤시(Chassis)와 자동차 편의장치가 포함되는 바디(body)가 포함되어 있고 정보계는 ADAS, 인포테인먼트 (Infotainment)을 포함한다.
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자동차 분야별로 성능이 특화된 르네사스 오토모티브 시리즈 현황.
자동차 1대당 르네사스 MCU 10개 이상 들어가는 꼴
R-car 앞세운 SoC 분야는 세계 시장 66% 차지
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그렇다면, 제어 분야와 정보 분야의 제품은 어떤 것이 있는가.
제어분야인 샤시와 바디의 주요 MCU는 ‘RH850’이다. 정보 분야에는 인포테인먼트와 ADAS 전용 SoC(System on Chip)인 ‘R-Car’ 솔루션이 유명하다.
르네사스는 기능별로 특화된 칩을 시리즈로 구분하고 있다. 엔진이나 모터에서 발생된 동력을 전달하는 파워트레인에는 내연 기관용 P시리즈와 하이브리드카/전기차(HEV/EV)용 C시리즈가 있고, 샤시와 세이프티에는 P시리즈가 있다. 이들 시리즈에 적용되는 MCU는 RH850에 각각 분야별 특화된 기능들을 추가한 것이다.
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르네사스가 오토모티브 MCU 분야에서 리더 자리를 지켜온 이유는 ‘신뢰성’이다. 자동차 단종 후에도 10년 이상 공급해야 하는 자동차 분야의 부품들은 개발 단계까지 포함하면 25년간 공급해야 한다. 그렇게 긴 과정을 생각한다면 안정적인 공급과 서비스가 가능한 기업이어야 신뢰성을 얻을 수 있다.
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르네사스는 오티모티브 MCU 분야에서 업계 1위(2014년 가트너 자료)이다. 원동력은 어디에 있다고 보는가.
전 세계 연간 자동차 생산 수는 8800만대 정도인데 르네사스가 2014년에 판매한 MCU가 약 8억8천만개이다. 이를 산술적으로 계산하면 자동차 1대당 르네사스 MCU 10개 이상이 들어가는 것이다. 르네사스가 오토모티브 MCU 분야에서 리더 자리를 지켜온 이유는 ‘신뢰성’이다. 자동차 분야는 안전을 우선시하는 특성상 한번 적용된 제품을 바꾸기 어렵기 때문에 시장진입 장벽이 높다. 그래서 자동차 단종 후에도 10년 이상 공급해야 하는 자동차 분야의 부품들은 개발 단계까지 포함하면 25년간 공급해야 한다. 그렇게 긴 과정을 생각한다면 안정적인 공급과 서비스가 가능한 기업이어야 신뢰성을 얻을 수 있다. 르네사스의 저력도 여기에서 나온다고 본다.
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오토모티브 시장을 리드하는 이유가 ‘신뢰성’이라고 했는데, 구체적인 근거를 댄다면.
일명 ‘제로 디펙트(Zero defect)’는 불량률이 1ppm 아래로 가는 것을 말한다. PPM은 '파트 퍼 밀리언(Part Per Million)'의 앞 글자를 따서 만든 단위로 '백만 분의 일'의 불량률을 가리킨다. 이는 거의 ‘제로(0)’을 목표하는 것으로 르네사스는 이미 ‘제로 디펙트’를 달성했다. 차량용 반도체 신뢰성인증 AEC-Q100의 기준보다 르네사스 품질 기준이 더 강하다. 르네사스의 오토모티브 신뢰성은 AEC-Q100 없이 자동차 메이커로부터 사용 승인이 되기도 한다.
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인포테인먼트 SoC인 R-car는 세계 시장 66%를 차지한다고 들었는데 구체적인 설명 부탁한다.
2000년부터 R-car 누적 수량이 1억 4천 만개를 돌파하여 전세계 시장 66%를 차지한다. 이전에는 SoC가 들어가는 시장이 오직 내비게이션 뿐이었는데, 2009년부터는 판매가 급속하게 늘어나는 추세다. 고성능 오디오 제품과 내비게이션에 주로 들어갔던 SoC 제품이 이제는 최근 이슈가 높아진 칵핏(COCKPIT)과 ADAS에 적용하는 사례가 늘기 시작해 빠르게 커지고 있다. 쉽지 않겠지만 이 시장을 지키는 일이 최대 숙제이기도 하다.
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르네사스의 오토모티브 분야별 MCU/SoC 세계 시장 예측 현황(2013 기준)
(출처 : Renesas revenue estimate in each segment based on market potential by strategy Analytics)
김세용 부장은 “파워트레인 IC의 프로세스가 40나노, 25나노로 전세계의 41% 차지하고 있다. 샤시는 현재 시장의 15%를 차지하고 있으나 앞으로 나올 자동차에 디자인 윈된 제품을 포함하면 시장 점유율을 훨씬 더 늘어난다”고 말했다. 그는 이어, “앞으로 ADAS 시장이 커지면서 자연스레 2017년에는 시장 점유율이 40%로 늘어날 것”이라며 기대감을 내비쳤다.
불량률 0인 ‘제로 디펙트(Zero defect)’ 이미 구현
안전규격인 AEC-Q100보다 높은 품질 기준 자랑
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업계 유일하게 소비전력과 하이퍼포먼스를 구현한 40나노 공정을 적용하고 있다고 주장하고 있는데, 구체적인 설명 부탁한다.
현재 대부분 업체들은 90나노 공정으로 생산하고 있지만, 르네사스는 실제 생산에 40나노 공정을 적용하고 있다. 물론 공정이 낮다고 해서 무조건 좋은 건 아니다. 장단점이 있다. 첨단 공정을 쓸수록 개발비 등의 비용이 높아진다. IC가격이 올라가면 가격 경쟁력을 잃게 된다. 르네사스는 시장의 요구 사양에 최적화한 40나노 공정을 적용하여 성능과 가격 경쟁력을 확보하였다. 40나노 공정의 성능과 가격이 경쟁력이 있다고 판단한다.
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르네사스와 같이 일본에 공장이 있는 기업은 지진 문제를 거론하지 않을 수 없는데.
그렇다. 일본 대지진이 일어나서 르네사스의 생산에 차질이 생기니까 전세계 자동차들 회사들의생산 라인이 멈출 정도였다. 이에 대한 대응책으로 한 곳에 문제가 생겨도 충분히 대책을 강구할 수 있도록 하였다. 이를테면 지진이 약한 지역의 공장이나 해외 파운드리(Foundry)를 활용하여 멀티 생산 체제를 운영하는 것이다.
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오토모티브의 가장 중요한 기능은 안전(Safety)이다. 르네사스는 어떻게 이 부분을 만족시키고 있는가.
가장 중요한 것이 ‘기능 안전(Functional safety)이다. 자동차 분야에서는 ISO26262에서 요구하는 ASIL 등급이 신뢰성을 증명한다. 반도체는 분야에 따라서 ASIL-A등급부터 D등급이 요구되고 르네사는 모든 분야에서 등급을 만족시키고 있다. 하지만 등급은 동작 수행 성능의 저해 요소가 된다. 동작 수행을 하면서 동시에 오류 발생을 집중 감시하다보니 최대 성능이 떨어지게 된다. 이러한 떨어지는 성능을 보완하기 위해 코어 2개, 4개 넣는 것이 최근 추세이며 르네사스도 마찬가지다.
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ADAS와 무인 자동차에서는 운전자가 편안하게 볼 수 있는 대쉬보드와 인포테인먼트를 포함하는 통합 칵핏(COCKPIT)으로 제공할 예정이며 이에 여러 기능을 동시에 수행할 수 있는 병렬 처리 고성능화에 집중하고 있다.
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장기간의 표준화와 수요에 대한 인프라 구축
세계 1위가 될 수 밖에 없는 이유이기도
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오토모티브 제품에 자체 코어를 사용하는 것으로 안다. ARM 코어를 쓰는 타사에 비해 어떤 장점이 있는가.
르네사스가 자체 코어를 사용하는 이유는 반도체 설계를 잘하기 때문이라고 말할 수 있다. 어떤 업체든 설계를 잘한다고 하겠지만 르네사스는 오랫동안 시장을 리드하면서 자동차 산업이 추구하는 방향성을 누구보다도 잘 파악하고 있다. 예를 들어, 표준기구인 ISO26262가 요구하는 기능안전에 대해 시작단계부터 표준화 과정을 논의했기 때문에 기술 경쟁력이 남다르다. 그만큼 노하우와 인프라 구축이 잘 형성 되어있다고 자부한다.
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오토모티브 분야에서 통신이 중요해지면서 자연스레 시큐리티(Security)도 이야기하지 않을 수 없는데.
통신은 편리성을 제공하지만 악의적인 침입 때문에 보안 대응이 필수적이다. 지금 자동차 보안은 클라우드(Cloud) 간의 연결(V2C), 자동차 간의 연결(V2V), 차 내부 연결들은 있지만 완벽하게 표준화가 제정이 되어있지 않아 현재까지는 에비타(EVITA) 기준으로 가는 추세다. 이에 르네사스는 툴을 포함해서 에비타 전체 레벨에 대응하고 있다.
궁극의 무인자동차는 제어계와 정보계를
통합한 ‘I-COCKPIT(인테그레이티드 칵핏)’ 구현
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결국 궁극적인 목표는 무인자동차인데 르네사스가 준비하고 있는 솔루션은 무엇인가.
ADAS와 무인 자동차에서는 운전자가 편안하게 볼 수 있는 대쉬보드와 인포테인먼트를 포함하는 통합 칵핏(COCKPIT)으로 제공할 예정이며, 이에 여러 기능을 동시에 수행할 수 있는 병렬 처리 고성능화에 집중하고 있다. 특히 자동차를 운전할 경우 현재의 위치와 GPS에 나와 있는 위치는 오차범위는 10m 이상일 정도로 현재 GPS는 굉장히 오차범위가 크다. 이것으로 자율주행자동차를 만들 수 없는 것이다. 키워드는 컴포트(Comfort), 시큐리티(Security), 세이프티(Safety)이다. 정보계의 솔루션 R-car와 제어계 솔루션을 하나의 칩으로 통합할 것이다.
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칵핏(COCKPIT)을 구체적으로 어떻게 구성하겠다는 것인가.
이 솔루션의 기능은 ADAS, 클러스터, 내비게이션을 모두 포함한다. 전체 라인업을 보유하고 있는 회사는 르네사스 밖에 없다. 4개의 디스플레이를 동시에 컨트롤할 수 있다. 바로 ‘통합 칵핏(Integrated Cockpit)’이라고 할 수 있다. 다시 말해 ADAS와 인포테인먼트, 클러스터(Cluster)까지 모두 통합한 것이다. 하지만 소프트웨어에 대한 안전성, 시스템적인 분리, 파워에 대한 분리 등 해결할 요소들이 많이 남아있다. 기술적으로는 제어계와 정보계의 성능을 ‘원칩화’한다는 계획이다.
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마지막으로 르네사스가 생각하는 오토모티브의 새로운 시장은 무엇인가.
하이브리드와 전기 자동차의 파워 분야가 성장할 것이라고 본다. 그리고 ADAS를 하기 위한 인식, 커넥티드 분야가 많이 발전하리라고 보고 있다.
※르네사스는 어떤 회사
2010년 르네사스와 NEC일렉트로닉스 통합으로 탄생
세계 톱클래스 점유 MCU 외에 폭넓은 제품 라인업 자랑
르네사스 일렉트로닉스 주식회사(영문 :Renesas Electronics Corporation) 일본에 본사를 둔 일본최대의 종합 반도체 제조사이다.미쯔비시 및 히타치로부터 분사한 르네사스 테크놀로지와 NEC로부터 분사한 NEC일렉트로닉스의 경영통합에 따라 2010년 4월에 설립되었다.
‘Renesas’라는 사명는 모든 시스템에 적용된 세계의 선진화를 실현해 가는 반도체 「
Renaissance
Semiconductor for
Advanced
Solutions」의 약자이며, 일본으로부터 세계를 향한 반도체 산업 부흥이라는 의미가 포함되어 있다. 르네사스 일렉트로닉스 주식회사는 세계의 톱클레스의 점유율을 자랑하는 마이크로컨트롤러를 축으로 폭넓은 제품라인업을 갖추고 있다. 자동차 분야, 산업/가전분야, OA/ICT분야가 주력이며 디바이스, 키트, 플랫폼의 3가지의 반도체 솔루션으로 부가가치를 높인 최적의 서비스를 제공한다.