[기획]"미래차 두뇌 잡아라"…글로벌 車반도체 패권 경쟁 격화

미래차 경쟁력 가를 차량용 AI 반도체

韓·中·日·美 車반도체 경쟁 가속

김윤덕 국토교통부 장관이 지난 13일 광주광역시 서구 김대중컨벤션센터에서 열린 대한민국 자율주행팀 업무협약식에서 자율주행 차량을 시승하고 있다. 사진=연합뉴스

매일일보 = 김채은 기자

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완성차 업계가 미래 모빌리티 경쟁 주도권 확보를 위해 차량용 인공지능(AI) 반도체 확보전에 뛰어들고 있다. 자율주행과 소프트웨어 중심 자동차(SDV) 확산으로 차량 내 연산 수요가 폭증하면서 고성능 AI 칩이 미래차 경쟁력을 좌우하는 핵심 요소로 떠올랐기 때문이다.

특히 자율주행 기술이 기존 규칙 기반(룰베이스) 방식에서 엔드투엔드(E2E)를 거쳐 비전언어행동(VLA) 모델로 진화하면서 차량용 반도체 경쟁도 한층 치열해지는 분위기다. VLA는 차량이 단순히 도로 상황을 인식하는 수준을 넘어 스스로 상황을 이해하고 추론해 행동하도록 하는 차세대 자율주행 기술이다. 기존 E2E 방식보다 훨씬 많은 연산량이 필요한 만큼 고성능 AI 프로세서 확보가 필수적이다.

현대자동차, 메르세데스 벤츠, 제너럴모터스(GM), 토요타 등 글로벌 완성차 업체들은 엔비디아와 협력을 확대하며 자율주행 경쟁력 강화에 나서고 있다. 벤츠는 오는 하반기 출시 예정인 신차에 엔비디아의 자율주행용 VLA 모델 '알파마요'를 적용할 예정이다. 이를 구동하기 위해 엔비디아의 차세대 차량용 AI 칩 '토르'도 함께 탑재한다. 토르는 1000TOPS급 성능을 갖춘 차량용 AI 프로세서다. 1TOPS는 1초에 1조번 연산할 수 있는 수준을 뜻한다.

BMW와 폭스바겐그룹은 퀄컴 기반 플랫폼을 활용해 자율주행 기술 고도화에 속도를 내고 있다. BMW는 레벨3 이상 자율주행 기능 상용화를 추진 중이며 폭스바겐그룹 역시 레벨4 자율주행 구현을 목표로 협력을 확대하고 있다.

중국 완성차 업체들은 정부 차원의 지원을 기반으로 차량용 반도체 자립에 속도를 내고 있다. 중국 정부는 2027년까지 차량용 반도체 국산화율 100% 달성을 목표로 자국 반도체를 채택한 완성차 업체에 인센티브를 제공하고 있다.

이에 샤오펑과 니오, 리샹자동차 등은 자율주행 칩과 AI 모델 내재화를 본격화하고 있다. 니오는 '칩-알고리즘-데이터' 기반 통합 생태계 구축을 추진하고 있으며 샤오펑은 자체 개발한 '튜링 AI 칩'을 적용해 로보택시 양산형 차량에 레벨 4 자율주행 기준 충족했다. 이를 기반으로 현지 자율주행 기업들의 영향력은 글로벌 시장으로 확대되고 있다. 자율주행 스타트업 모멘타는 벤츠, BMW, 아우디뿐 아니라 현대차, 토요타, GM 등 글로벌 완성차 업체들과 협력하고 있다.

일본도 정부 주도로 자동차 업체-부품사-반도체 기업 간 협력 체계를 강화하고 있다. 대표적으로 르네사스는 이를 기반으로 미래 차량용 반도체 설계와 양산 역량을 끌어올리고 있다. 실제 2024년 중국 첨단운전자보조시스템(ADAS)·자율주행 시장에서 14% 점유율을 기록한 바 있다.

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시장 흐름에 맞춰 국내에서도 차량용 반도체 경쟁력 확보를 위한 움직임이 빨라지고 있다. 산업통상자원부는 올해 VLA와 최대 2000TOPS급 저전력·고성능 컴퓨팅 플랫폼 등 자율주행 핵심 기술 자립화에 나설 계획이다. 이를 위해 총 34개 과제에 495억원 규모 투자를 진행한다.

해당 사업은 ‘AI 미래차 M.AX 얼라이언스’를 중심으로 추진된다. 현대차와 LG전자, 현대모비스, HL만도, 네이버클라우드, 카카오모빌리티 등 70여개 기업이 참여해 E2E 기반 AI 자율주행과 SDV 핵심 기술 공동 개발에 나선다.

개별 기업 차원에서도 관련 기술 개발에 속도를 내고 있다. 현대차그룹의 자율주행 기업 포티투닷은 자체 AI 모델 '아트리아 AI'를 기반으로 자율주행 기술 고도화를 추진 중이다. 이는 현대차·기아가 참여하는 광주광역시 내 자율주행 실증 사업을 통해 실제 도로 환경에서 검증될 예정이다.

현대차그룹 자동차 부품 계열사 현대모비스도 기존 역량을 바탕으로 차량용 반도체 내재화에 집중하고 있다. 시스템 반도체와 전력 반도체를 중심으로 설계 역량 확보에 나서는 한편 국내 차량용 반도체 생태계 구축에도 힘을 싣고 있다. 또 미국 실리콘밸리에서 오픈이노베이션 행사 ‘모비스 모빌리티 데이’를 열고 글로벌 반도체 기업들과 협력 확대에 나섰다.

정구민 국민대학교 전자공학부 교수는 "중국 업체들이 자체 프로세서와 자율주행 플랫폼 내재화에 속도를 내면서 글로벌 시장 영향력을 빠르게 확대하고 있다"며 "이 같은 흐름이 지속될 경우 핵심 부품 공급망이 중국 중심으로 재편될 가능성이 있는 만큼 국내 역시 완성차와 반도체 기업, 부품업체가 함께 성장할 수 있는 산업 생태계 구축의 필요성이 커지고 있다"고 말했다.