현대자동차그룹과 한국과학기술원(KAIST)이 완전 자율주행차 구현의 핵심 요소 기술인 라이다(LiDAR)를 획기적으로 개선한 차세대 온칩(On-Chip) 라이더 개발을 위해 손을 잡았다.
글로벌 자율주행차 및 차세대 모빌리티 분야의 이니셔티브를 쥐고 있는 현대차와 국내 최고 과학기술대학인 KAIST가 완전 자율주행시대를 겨냥한 핵심 기술 확보를 위해 뭉친 것이다.
라이더는 레이저 펄스를 발사해 그 빛이 대상 물체에 반사돼 돌아오는 신호를 바탕으로 물체까지 거리 등을 측정하는 센서로 완전 자율주행차의 필수 부품이다. 특히 레벨4 이상의 완벽한 자율주행차는 보다 고도화된 라이더를 필요로한다.
◆온칩화 통해 고성능 초소형 라이더 제조 기반 마련
현대차·기아는 21일 KAIST와 자율주행차에 쓰일 차세대 라이다 센서를 개발에 협력하기 위해 '현대차그룹-KAIST 온칩 라이다(On-Chip LiDAR) 공동 연구실'을 KAIST 본원에 설립한다고 밝혔다.
공동 연구실의 1차 타깃은 전세계적으로 개발 경쟁이 점점 치열해지고 있는 자율주행 시장에서 필수적인 라이더를 고성능 초소형 온칩 센서 제작 기술이다. 한마디로 성능은 높이고, 사이즈를 줄여 조그마한 칩안에 넣는 기술이다.
라이더를 온칩 센서 형태로 반도체화하면 다양한 기능 추가는 물론 초소형화가 가능하다. 뿐만 아니라 기존 반도체 공정을 이용한 대량 생산체제가 가능해져 가격경쟁력도 확보할 수 있다.
자동차업계에선 본격적인 완전 자율주행 시대가 열리면 막대한 라이더가 필요하고, 반도체 공정을 활용한 대량생산체제를 갖춘 기업이 시장을 장악할 것으로 보고 있다.
전기차에 이어 자율주행차와 미래 모빌리티로 영역을 확대하고 있는 현대차그룹으로선 온칩 라이더개발에 성공하면 자체 수요는 물론, 글로벌 자동차기업으로 대량 판매도 가능할 전망이다.
현대차그룹-KAIST 공동 연구진이 개발할 또하나의 목표는 라이더의 퀄리티를 크게 개선할 수 있는 새로운 방식의 신호 검출 기술, 즉 ‘주파수 변조 연속파’(FMCW, Frequency modulated continuous wave)기술이다.
FMCW방식은 빛을 방출하고 돌아오는 시간을 재 사물과의 거리를 측정하는 현재의 방식과 달리 시간에 따라 주파수가 변화하는 빛을 방출하고 돌아오는 빛의 주파수 차이를 측정해 거리를 검출하기 때문에 훨씬 정교한다
특히 종전 기술에 비해 신호의 잡음이 적고 사물과의 상대 속도까지 산출할 수 있다. 움직이는 다양한 물체와의 거리, 속도 등을 제어해야할 완전 자율주행차에 적합하다.
FMCW방식은 또 태양광 등 외부 광원의 간섭을 배제할 수 있는 게 강점이다. 폭설이나 폭우 등 악천후 환경에서도 상대적으로 유리하다.
현대차와 KAIST는 이처럼 차세대 라이더가 미래 모빌리티시장의 헤게모니를 잡는데 매우 중요한 요소기술이라고 판단, 공동 연구팀을 대규모로 설립키로했다.
공동 연구실은 현대차와 기아의 선행기술원 연구팀과 KAIST의 김상현, 김상식, 정완영, 함자 쿠르트(Hamza Kurt) 교수 등 전기 및 전자공학부 연구팀 등 30여명 규모로 구성된다.
◆양측 30여명의 연구원 참여...완전 자율주행시대 앞당길듯
양측의 특장점을 살려 역할도 분담키로했다. 우선 KAIST는 실리콘 포토닉스(광반도체) 기반 소형 온칩 라이다용 소자 개발, 라이다 구동을 위한 고속 고출력 구동 집적회로(IC) 제작, 라이다 시스템 최적화 설계 및 검증 등 팀별로 특화된 전문 분야에서 세부 연구를 맡는다.
KAIST 김상현 공동연구실 책임교수는 “자동차의 눈이 되는 라이다 센서는 향후 자율주행차 기술개발을 위한 핵심 기술이자 완성차 업체에서도 기술 내재화가 필수적으로 요구되는 기술”이라고 말했다.
현대차·기아는 산학 협력 전문기관인 현대엔지비와 함께 공동 연구실의 운영을 총괄한다. 이를 통해 기술 동향 파악과 연구 방향 제시, 핵심 아이디어 도출과 연구 역량 강화를 위한 기술 및 전문가 추천 등 다각도로 지원한다.
현대차그룹과 KAIST는 일단 오는 2028년까지 4년간 공동 연구실을 운영키로 하고, 추후에 상황에 따라 추가 연장할 예정이다.
자율주행 기술을 선도하고 있는 현대차·기아, 그리고 글로벌 최고 수준의 기술을 보유한 KAIST의 협력을 통해 차세대 라이더 상용기술에 개발되면 완전 자율주행 시대를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.
특히 차세대 모빌리티 분야의 이니셔티브를 쥐고 있는 현대차그룹은 자율주행차 시장에서도 글로벌 경쟁력이 더욱 강화될 것으로 전망된다.
현대차측은 "차세대 라이더 기술이 매우 중요한 시점에 KAIST와 공동 연구에 나서는 만큼 가시적인 성과를 낼 수 있도록 최선을 다해 지원할 예정"이라며 "장차 라이다 관련 기술을 선도하는 기술기반을 다질 수 있을 것”이라고 강조했다.
자율주행차가 미래 핵심 유망산업으로 급부상하면서 국내 완성차업체, 자동차부품업체, 대학, 연구기관 등 산학연을 중심으로 관련 필수 요소기술 개발이 활발하다.
한편 LG이노텍이 지난 20일 초정밀 광학설계 기술을 적용, 자율주행차의 안전성을 크게 제고한 ‘고성능 히팅 카메라 모듈’을 개발, 2027년부터 양산에 나설 예정이라고 발표했다.
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