자율주행차 안전 따라 규격 준수에 초미의 관심 떠올라
국내 팹리스는 차량용 반도체 AEC Q100 인증에도 정보 부족해

꿈이 현실이 됐다, 라는 말이 가장 잘 어울리는 기술이 있다면 바로 그것은 자율주행 자동차일 것이다. 자동차를 부르면 알아서 달려오고, 또 스스로 목적지까지 주행한다. 자율차는 주행 중 장애물을 인식해 피하고 주인에게 각종 편의와 정보를 제공한다. 완전 자율주행차의 상용화는 좀 시간이 걸리겠지만 소위 말하는 ‘반 자율주행차’ 기술은 갈수록 고도화되고 있다. 이제 자율주행 기능을 갖춘 자동차 광고도 쉽게 볼 수 있을 정도로 우리 생활 깊숙이 다가왔다. 본지는 앞으로 11회에 걸쳐 자율주행차 기획을 연재한다. 자율주행차 산업 트렌드를 시작으로 레이더, 라이다, 카메라센서 등 반도체 부품, 통신, 정밀지도, SW플랫폼, 인공지능, 보안, K-City 서비스 등을 다룬다. 독자 여러분의 많은 성원을 부탁 드린다. <편집자 주>

“자율주행차가 보급되면 교통사고 발생률이 0%에 가깝게 줄어들 수 있다”

첸 리우 전 미국도로교통안전국(NHTSA) 정책/전략 기획이사의 주장이다. 미국의 교통사고 통계에 따르면 교통사고의 94%가 운전자의 과실로 발생한다고 한다. 자율주행차가 음주운전, 과속, 졸음운전 등 인적 요인으로 발생하는 사고의 해결책이라고 본 것이다.

교통사고의 위험률을 줄인다는 긍정적 평가가 있는 반면 부정적인 시각도 있다. 성균관대 SSK위험커뮤니케이션연구단의 조사에 따르면, 자율주행차에 대한 불안을 100으로 나타냈을 때 48.5점으로 0에 가까울수록 ‘매우 불안’이다. 불안을 느끼게 하는 요소는 오작동에 대한 불안이 가장 높고, 돌발상황 대응, 외부 해킹, 보행자 사고, 개인정보 유출, 추돌사고 순으로 안전과 보안에 관한 것이 대부분이었다.

자율주행차의 기술이 어느 정도의 레벨에 이르면서 상용화도 가시화 되고 있는 만큼 과연 자율주행차가 안전하다고 볼 수 있는가.

한양대학교 미래자동차공학과 김병철 교수는 “자율주행차가 레벨3~4를 넘어갈 때 중요한 문제가 안전과 보안이다. 2020년이 되면 차에서 전기/전자의 비중이 50%가 넘는다. 제어기는 반도체와 소프트웨어로 이루어져 있는데 안전을 어떻게 보장할 것이냐의 화두로 나온 것이 ISO 26262이다”라고 말했다. ISO 26262는 자동차에 탑재되는 전기/전자 시스템의 오류로 인한 사고를 줄이기 위해서 ISO에서 제정한 기능 안전 국제 규격이다. 모 표준인 IEC 61508을 자동차 전기/전자 시스템에 적응시킨 것으로 해로운 작동 상황의 위험을 정량적으로 계산하고 고장을 회피하거나 통제, 임의의 하드웨어 고장을 감지하거나 그 영향을 완화하기 위한 안전 수단이다. 초판은 2011년 11월 11일에 발표되었고, 총 10개의 파트와 43개의 요구 사항 및 권고사항으로 되어 있다. 2018년 1월 2nd Edition이 공식 배포될 예정이다.

2nd Edition에는 승용차뿐만 아니라 트럭, 버스, 4개 미만의 바퀴를 가진 모터사이클에도 적용된다. 또한 반도체 분야까지 적용범위가 확대될 예정으로 자동차 업계의 대응이 요구된다. 반도체는 일반 부품보다 설계, 생산 단계가 복잡해 강제 사항이 아닌 가이드라인 형태로 표준에 포함돼있다. 개정되는 부분에서 반도체와 관련헤 눈여겨 봐야할 점은 △설계한 반도체가 어떻게 얼마만큼 고장이 발생할 것인지 예측 가능해야하고 △고장률을 최소한으로 줄이며 △고장이 났을 시 이를 곧바로 확인할 수 있도록 특수 설계 블록이 들어가야 한다.

김 교수는 “지금은 차가 SW로 움직인다고 하는데 30년 뒤에는 반도체에 SW가 구워져 스스로 프로그래밍하는 시대가 올 것이다”라며 “차량용 반도체도 안전기준을 반영해서 설계해야 한다. 회사마다 특성이 다르기 때문에 자의적으로 해석할 수 있다. ISO 26262를 만족했다는 기준이 다른데 그런 부분을 명확히 하기 위해 2nd Edition이 나온다”라고 설명했다.

반도체는 현재 ISO 26262의 파트 8 Clause 13 하드웨어 자격 인정에 해당되며, 이를 근거로 파트 4, 파트 5의 통합 및 시험을 만족한다는 인증을 받고 있다. 차량용 반도체 신뢰성 시험 규격은 AEC Q100 인증도 필요하다. AEC Q100도 ISO26262를 고려해 개정될 예정이다.

ISO 26262 뒤쳐진 국내업체, 관심 가져야

일본 르네사스는 ISO 26262 요구를 맞추기 위해 ASIL 등급으로 신뢰성을 증명하는 엔진 제어용 마이크로컨트롤러(MCU)를 내놨고 독일의 인피니언도 2nd Edition의 권고 사항을 맞춰서 MCU를 내놓고 있다. 이에 반해 국내 대다수의 반도체 업체는 정보가 부족하고 관심이 떨어진다.

김 교수는 “반도체 회사들이 요구사항없이 안전을 고려해 개발하는 SEooC(Safety Element out of Context)로 만들고 있다. 요구사항을 반영한 ASIC은 10% 미만”이라고 전했다. “결국 판단은 완성체 없체가 한다. 반도체 업체는 완성차 업체와 Tier 1의 요구사항을 명확히 하고 SEooC를 만들어야 한다. 반도체 업체와 완성차 업체를 이어주는 Tier 1의 역할이 중요하다”며 반도체업체, Tier 1, 완성체업체가 협력해야 한다는 점을 강조했다.
국내에서 ISO 26262를 준수해 만들어진 CPU 코어가 있다. 한국전자통신연구원(ETRI)이 독자적으로 개발한 알데바란(Aldebaran)이다. ETRI는 알데바란3를 지난해 선보이고 자율주행차 시장을 목표로 한 알데바란5를 새롭게 선보였다. 권영수 그룹장은 “자동차 반도체를 설계하는 입장에서 반도체가 고장이 난다는 점을 인정해야 한다. 어떻게 고장이 발생했는지 매커니즘을 가지고 ISO 26262에 접근해야한다”고 말했다.

국내의 팹리스들의 고민 중 하나는 AEC-Q100 인증을 받는데 많은 비용이 든다는 것이다. 김 교수는 국내에서 인증을 받을 수 있는 업체를 소개했다. 큐알티반도체(www.qrtkr.com)는 반도체 소자 및 전력모듈 신뢰성을 시험하는 전문업체로 AEC-Q100에 대한 국가공인시험기관 자격을 획득했다. 해외에서 인증을 받을 때보다 시간과 비용을 줄일 수 있다. 자동차용 반도체는 가혹한 온도 조건과 격렬한 외부 충격에도 잘 견뎌야 해 조건이 까다로운데 이런 조건에서 테스트 할 수 있는 특수 장비를 가지고 있으며 인증서를 발급하고 있다.