Intro. 자율주행 시장 전망 및 센싱 솔루션 변화

자율주행 차량의 세대 전환이 빠르게 이루어지고 있다. 자율주행 시장은 2023년 레벨 3, 2025년 레벨 4/5 초기 시장으로 개화되나, 2035년까지 레벨 2/2+가 주류로 유지될 것으로 예상되며, 레벨 3이상의 자율주행 시장은 2030년부터 본격적으로 열릴 전망이다. 이런 기술 혁신을 주도하는 것이 바로 센싱 솔루션이다. 자율주행 센싱 솔루션은 일반적으로 LiDAR(Light Detection And Ranging), RADAR(Radio Detection And Ranging), 카메라 같은 센서의 최적의 조합을 통해 자율 주행 차량이 주변 환경을 보다 정교하게 인식하고 세밀하게 파악하는데 도움을 준다. 정확하고 신뢰할 수 있는 인식은 안전한 주행과 돌발상황 대응 및 주행 중 의사 결정을 위한 필수 요소이다.  

자율주행 자동차 시장이 궁극적으로는 레벨 3 및 레벨 4/5와 같은 더 높은 수준의 완전 자율주행을 향해 나아감에 따라 고정밀 센서에 대한 수요는 계속 증가할 전망이다. 자율주행 시스템이 고도화/정교화 됨에 따라 높은 수준의 해상도, 더 길고 넓은 시야 확보가 필요하고 이를 위해서는, 보다 더 정확한 LiDAR, RADAR, 카메라, 초음파 센서 등 정밀/고도화된 자율주행 센싱 솔루션이 필요해지는 것이다. 또한 비, 눈, 안개, 고온/저온 등 까다로운 기상변화 조건에서도 일관된 성능을 발휘하고, 다양한 센서들이 수집한 주변환경을 실시간 데이터로 종합적으로 빠르게 분석하고 이를 효율적으로 통합하고 처리할 수 있는 센서 퓨전(Sensor Fusion)의 혁신 기술이 요구되고 있고, 이런 혁신기술 기반의 센서 수요는 크게 증가할 것으로 전망한다. 

레벨3 이후 필요한, 차량 부품 공급사의 핵심 역량 기준

자율주행 진화 단계가 높아질수록 더 정확한 센서, 더 많은 센서가 필요하다. 자율주행 레벨 3단계 이후는 고도화된 자율주행 센서가 필수 핵심요소로 부상하면서 고도화 센서 공급을 위한 차량 부품 공급사들의 제조/기술 역량이 무엇보다 중요해지고 있다. 고성능 센서의 양산 체계는 물론, 정밀설계기술, 하드웨어, 차량 S/W 및 시스템에 대한 전반적인 이해도 등이 이전보다도 더욱 중요한 역량으로 부각되고 있는 것이다.  

자율주행 차량 부품 공급사의 평가 기준은 크게 5가지로 손꼽힌다. 첫 번째는 다양한 종류의 차량 센서 개발 경험과 OEM의 자율주행 로드맵을 안정적으로 지원할 수 있는 초정밀 센서 생산, 설계 기술의 차별성이고 두 번째는 오랜 기간 검증된 시장 우위의 초정밀 광학/기판 설계역량이다. 세 번째는 센서 융복합을 통해 개별 센서의 한계를 넘어서는 동시에 더 적은 센서로 더 안전한 자율주행을 실현할 수 있는 센서 퓨전 기술 확보, 네 번째는 OEM이 추구하는 SDV(Software Defined Vehicle) 가치를 실현할 수 있는 하드웨어와 소프트웨어 통합 노하우 및 SDV에 대한 이해를 바탕으로 한 통합 플랫폼 보유 여부다. 마지막으로 검증된 고성능 센서 제조 및 양산 기반을 통한 품질관리 및 안정적인 부품 공급과 가격 최적화 역량 등으로 평가되고 있다.

LG이노텍 센싱 솔루션 차별화 포인트

LG이노텍은 현재 시장 주류인 자율주행 레벨 2/2+ 지원 뿐 아니라, 레벨 3, 4, 5로의 진화를 지원하기 위한 개별 센서 모듈부터 센서POD까지 다양한 센서 전반의 포트폴리오를 제공한다. LG이노텍은 다양한 차량용 센서들에 대한 높은 이해도와 다년간의 대량 양산 경험을 바탕으로 여러 글로벌 OEM의 자율주행 요구 사항을 유연하게 수용할 수 있는 고객 맞춤형 설계 역량과 제조 핵심 역량을 보유하고 있다. 또한, 글로벌 주요 센서 생산 업체와의 협업을 통해 차세대 자율주행 이미지 센서의 공동 연구개발 및 납품 경험을 보유하고 있고, 모바일 분야 글로벌 카메라 시장 내 리더쉽지위를 기반으로 고성능 초정밀 차량 센서를 일관된 품질로 양산할 수 있는 최적의 설계/생산체계 및 노하우를 갖추고 있다.

초정밀 센서 생산 역량

LG이노텍의 초정밀 센서 생산 역량은 모바일 비즈니스에서 초정밀 광학 카메라를 설계/양산하면서 이미 시장에서 검증되었다. 자율주행 단계가 높아질 수록 사람의 개입이 줄어들게 되고 차량 센서는 더 높은 정확도를 위해 더욱 복잡하고 정교해질 수밖에 없다. 이런 이유로 OEM은 센서 공급 업체의 초정밀 광정렬(Active Alignment) 기술 및 센서 검증 공정(Calibration) 역량을 매우 중요하게 보는 것이다. 초정밀 광정렬 기술과 센서 검증 공정은 자율주행 차량의 장기적인 신뢰성과 안전성을 위해 필수적으로 요구되는 역량이라 할 수 있다. 초정밀 광정렬은 센서 내 광학 및 전자 부품의 정확한 위치와 방향을 가능하게 한다. 다음으로 센서의 성능을 미세 조정하고 각 센서의 출력이 정확하고 신뢰할 수 있도록 구현하려면 검증 공정이 뒷받침되어야 한다. 전체 생산 배치에서 일관된 수준의 품질을 유지하면 시간이 지남에 따라 센서 고장이나 성능 저하 가능성이 낮아진다. 

LG이노텍은 초정밀 광정렬과 센서 검증 공정을 바탕으로 자율주행 차량에 사용되는 센서의 품질, 신뢰성 및 성능을 보장한다. 예를 들어 LG이노텍은 광원(Tx)과 수광부(Rx) 조합으로 작동하는 LiDAR 초정밀 광정렬의 고도화 및 정밀화를 핵심 경쟁력으로 삼고 있다. 이는 모바일 비즈니스를 통해 축적한 광학 카메라 핵심 설계/생산 역량 및 기술 노하우를 전장 비즈니스에도 적용한 것으로, 레이저 광원(Tx)와 수광부(Rx) 광학계의 최적 위치를 찾아 Tilt와 Shift를 세계 최고 수준으로 정밀 조정하는 최적화된 3D 센싱 모듈 정밀 생산 공정 경험 및 노하우가 LiDAR에도 적용된 것이다. 카메라의 경우 PCB 또는 렌즈 기준으로 상하좌우 회전을 감안한 초정밀 광정렬을 통해 카메라 성능 편차를 최소화하고 있다. Radar 역시 레이저 센서를 활용한 생산 기술을 적용해 얼라인먼트 오차 제로를 실현하였다.

세계를 선도하는 광학/기판 설계 기술

모듈 성능 개선, 부품 소형화 및 슬림화, 자연현상 극복, 센서 융합 같은 LG이노텍의 센싱 솔루션의 차별성은 광학/기판 설계 기술에서 나온다. LG이노텍은 카메라 모듈, 센서 등 다양한 제품을 제공하고 있고 이러한 다각화된 포트폴리오를 통해 다양한 산업의 요구에 대응하며 광학 및 기판 설계 역량을 높여 왔다. 또한, LG이노텍은 부품을 자체적으로 설계, 제조, 조립하는 수직 통합 전략을 앞세워 생산 공정을 더 잘 제어하여 품질과 신뢰성을 보장하는 동시에 비용을 절감하며 경쟁력을 키워왔다.

이런 경쟁력은 카메라, LiDAR 센싱 솔루션 설계와 생산까지 이어지고 있다. LG이노텍이 모바일 부문에서 축적한 기술과 생산 역량은 자율주행 자동차 부문에서 시너지 효과를 내고 있고, LG이노텍은 이를 차별화 포인트로 삼아 세계적인 부품 기업으로 거듭나고 있다. 초광각 카메라, 멀티 카메라, 3D 센싱 모듈 등 LG이노텍 모바일/IoT 카메라 설계 및 대량 양산 경험은 LiDAR 초정밀 설계부터 생산, 검증에 이르기까지 모든 단계에서 시너지를 일으키고 있다. 예를 들어 LG이노텍은 모바일 사업 경험을 바탕으로 LiDAR 설계의 핵심인 Tx/Rx Alignment를 최적화한다.

또한, LG이노텍은 광학/기판 부문의 시뮬레이션 역량을 기반으로 온도변화 속에서도 고해상도를 유지하는 강건 설계(Robust Design)을 통해 모듈 성능을 높였고, 초음파 융착 기술은 센싱 솔루션의 소형화와 슬림화에 기여하고 있다. 눈, 습기 등 다양한 자연 현상을 극복하는 히팅 솔루션 역시 광학계 설계를 통해 쌓은 노하우에서 나왔다. OEM이 요구하는 다양한 애플리케이션을 위한 복합 렌즈 솔루션이 하이브리드 렌즈도 그 뿌리가 LG이노텍이 세계를 선도해온 광학/기판 설계 기술이다. Radar에 적용한 mmWave 안테나도 LG이노텍이 어레이 안테나와 웨이브가이드 안테나를 디자인인 한 경험을 바탕으로 한다. 

초정밀 센서 퓨전 설계 역량

LG이노텍은 OEM의 다양한 센서 융합 요구를 수용할 수 있는 센싱 솔루션 라인업을 보유하고 있다. LG이노텍은 LiDAR, Radar, 카메라의 데이터를 실시간으로 처리하는 센서 융합 알고리즘을 적용해 자율주행차가 적시에 정확한 의사결정을 내릴 수 있도록 돕는 센서 퓨전 솔루션을 제공할 수 있다. 더불어 센서 시스템을 중앙 처리 장치, 통신 시스템, 차량 제어 시스템 등 차량의 다른 구성 요소와 원활하게 통합할 수 있는 미들웨어 및 통합 플랫폼 제공도 가능하다.

SDV 가치 기반 H/W와 S/W 통합 설계/개발 플랫폼 JEDFe를 활용한 제조 역량 및 가격 경쟁력 확보

글로벌 OEM은 센싱 솔루션 파트너 선정의 주요 기준으로 소프트웨어에 대한 이해를 꼽는다. 그 이유는 OEM이 레벨 3 이후 모빌리티 전략을 추구하기 위해 주목하고 있는 SDV 전략을 안정적으로 수용할 수 있는 파트너가 필요하기 때문이다. SDV 전략 수용에 있어서도 LG이노텍은 확실한 차별성을 보유하고 있다. SDV의 관점에서 볼 때 자율주행차 센싱 솔루션 기업은 광범위한 자율주행 생태계 내에서 센서의 원활한 통합과 최적의 성능을 보장할 수 있는 포괄적인 소프트웨어 역량을 갖춰야 한다. LG이노텍은 센서, 카메라 모듈, 통신 장치와 같은 전자 부품의 설계 및 개발을 용이하게 하기 위해 직접 개발한 JEDFe(Joined Evolving Digital Framework)를 기반으로 대량 양산 공정에서 높은 성능의 센서를 안정적인 수율을 바탕으로 생산한다.

JEDFe는 고품질의 제품과 서비스를 신속히 개발하여 전달할 수 있도록 Agile 방법론을 도입한 LG이노텍 고유 개발 프레임워크로, 제품 개발에서부터 생산까지의 전 과정을 하나의 디지털 시스템으로 고객 서비스까지 연결하고 지속적으로 진화가 가능한 구조로 디지털 기반의 제조 혁신을 이뤄낸다. 예를 들어 LG이노텍은 설계 초기에 디지털 트윈 환경에서 가상 설계와 검증 작업을 한다. 그리고 양산 단계에서는 스마트 팩토리 환경에서 높은 품질과 성능의 센싱 솔루션을 안정적으로 생산한다. 스마트 팩토리 환경은 전통적인 제조 환경과 달리 모든 공정에서 생성되는 데이터를 모두 수집해 빅 데이터 기반의 분석과 인공 지능 기반의 생산 최적화를 지속하여 대량 양산 체제에서 품질과 가격 경쟁력을 높이고 있다. 

다양한 전장 부품 영역의 대량 양산 경험/역량과 각종 테스트 및 인증 보유

이와 함께 LG이노텍은 테스트 및 인증 역량도 갖추고 있다. LG이노텍은 자율주행, 전기차 관련 전장 부품 인증을 보유하고 있으며 첨단 테스트 환경을 통해 OEM의 요구에 충실한 부품을 만든다. 예를 들자면 LG이노텍은 LiDAR 솔루션을 만들 때 NIR/SWIR 송신기 및 수신기 광학 기능 테스트를 수행하며, 광원(Tx)과 수광부(Rx) 트랜시버 별 맞춤형 테스트 스테이션도 개발해 적용하고 있다. LG이노텍의 클라우드 기반 디지털 데이터 플랫폼은 설계부터 생산까지 전 과정을 하나의 시스템으로 연결해 주요 데이터를 OEM과 공유하며 SDV 관련 부품과 소프트웨어 설계, 검증, 생산 효율을 극대화한다. 이를 통해 자율주행 차량의 정확하고 안정적인 데이터 수집 및 처리를 보장한다. 대부분의 LiDAR 선도 업체들은 생산 수량이 제한적인 소규모 기업이기 때문에 LG이노텍의 대량 생산 역량은 경쟁 우위를 제공한다. LG이노텍의 양산 능력은 자율주행차 시장에서 증가하는 LiDAR 센서 수요를 충족할 수 있다. 현재 LG이노텍은 모바일 ToF(Time-of-Flight) 설계 및 양산 경험을 통해 최적화된 별도의 LiDAR 캘리브레이션, 테스트, 검증 라인을 구축했다. 이 전용 라인을 활용해 업계 표준과 성능 요건을 충족하는 고품질의 LiDAR 제품을 안정적으로 공급할 수 있다.

Outro. 미래 자율주행 시대를 위한 Readiness

누가 먼저 레벨 4, 5 자율주행 시대를 열 것인가? OEM은 이미 미래 시장 선점을 위해 치열한 연구개발 경쟁에 돌입하였다. 레벨 4, 5를 구현하는 데 있어 가장 중요한 것이 바로 초정밀 센서로. LiDAR, Radar, 카메라 같은 센서를 레벨 4, 5 요구 사항에 맞게 만드는 것도 중요하지만 각 센서의 단점을 보완하며 더 정밀한 센싱을 위한 센서 퓨전 기술 역시 매우 중요하다.

LG이노텍은 모바일 기기 및 IoT 애플리케이션용 고품질 카메라 모듈 및 기판을 설계하고 약20년간의 전장부품 사업 경험을 토대로 강력한 품질 관리 및 차별화 프로세스와 플랫폼을 확립했다. 또한 카메라 모듈 및 기판 설계 및 생산에 대한 전문성을 바탕으로 LiDAR, Radar, 카메라 등의 센서 기술과 시너지를 창출하고 있다. 또한, SDV에 대한 이해를 바탕으로 하드웨어와 소프트웨어 통합에 대한 요구도 수용할 수 있다. LG이노텍은 카메라, 기판 설계와 대규모 양산에 대한 전문성을 바탕으로 현재와 미래 모두를 포괄하는 자율주행 시대 기술 요건에 부합하는 첨단 센싱 솔루션을 공급할 수 있는 독보적인 경쟁우위 역량을 확보하고 있어, 자율주행시대, 신뢰할 수 있는 주력 부품사로 주목받을 것으로 예상한다.

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