[전기차인가 플랫폼인가? (2)] 테슬라, 모빌리티 전환을 주도(中)
테슬라, 자율주행을 선도
라이다(LIDAR) 없이 카메라와 이미지 센서만으로 자율 주행 추진
차량용 반도체를 자체 설계
배터리 내재화도 동시에 추진
전기차 업계 글로벌 1위인 테슬라가 2021년 최대 실적인 93만 대를 판 반면 2위인 폭스바겐은 4분의 1 수준인 22만 대 정도에 그쳤다. 폭스바겐 및 GM과 더불어 자체 전기차 플랫폼을 갖춘 현대/기아차는 14만 대였다. 전기차는 내연기관차에 비해 구조가 간단하고 부품 수도 훨씬 적어 상대적으로 진입장벽이 낮지만 테슬라조차 사업을 시작한 2003년 이래 지금 100만 대급 생산에 이르기까지 거의 20년이 걸렸다. 그런데 전기차는 단순한 이동수단이 아닌 데이터 기반의 플랫폼 비즈니스의 총아로 진화하고 있다. 테슬라를 필두로 글로벌 기업들의 전기차 전략을 살펴보고 현대/기아차를 중심으로 국내 전기차 전략을 생각해 본다. <편집자 주>
[뉴스투데이=곽대종 산업연구원 연구위원] 테슬라 하면 바로 머리에 떠오르는 장면은 자율주행이다. 종종 사고로 신문 지상을 장식하기도 하지만 자율주행의 개척자가 테슬라임을 부인할 수 없다.
자율주행은 운전자의 편의를 위해서뿐만 아니라 자동차 소유주에게 추가 수익을 보장하는 무인택시로 운영하거나 테슬라가 직접 택시로 운영하는 것을 전제로 하고 있다.
현재 테슬라가 구현하고 있는 자율주행은 부분 자동화의 Level 2인데 운전자가 불필요한 완전 자동화는 Level 5이다.
• 테슬라, 카메라와 이미지 인식만으로 자율주행 추진
구글, 현대차그룹 및 인텔 등 현재 자율주행을 연구하는 업체들은 대개 라이다(LIDAR: Light Detection And Ranging)를 채용하고 있다.
즉 레이더에서 전파를 레이저로 바꿔 채용한 것으로서 레이저 레이더라고도 불리는데, 문제는 이 라이다의 가격이 고가라는 점이다.
따라서 테슬라는 비싼 라이다를 채용하지 않고 2021년 5월부터는 카메라와 초음파 센서만으로 자율주행 체계를 구성하고 있다.
물론 라이다의 가격이 점차 하락하고 있으며 기술발전의 속도가 가속화되고 있어 최후 승자가 누가 될지는 아직 속단하기 이르다.
그러나 단순히 카메라와 센서만으로 자율주행을 구현하려는 테슬라의 시도는 매우 혁신적이라 할 수 있다.
• 사용 비중이 대폭 늘어난 반도체를 자체 설계
고속 주행하는 환경에서도 주변 사물을 정확히 인식하기 위해서는 이미지 인식을 위한 반도체 칩과 S/W의 성능이 매우 중요하며 테슬라가 기존에 협력해 오던 엔비디아(Nvidia)와의 협업을 중단하고 자체 반도체 설계로 전환한 배경도 여기에 있다.
기존의 자동차 전장 시스템 하에서는 약 200~300개의 차량용 반도체가 들어가는 것으로 알려져 있는데 자율주행의 단계가 진전될수록 약 2000개 이상의 반도체가 소요될 것으로 예상되므로 반도체 설계 및 생산능력이 관건이 될 것이다.
결국 테슬라는 반도체는 자체 설계하고 생산은 파운드리 전문업체에 맡기는 전략을 선택하였다.
테슬라가 코로나19로 인한 전세계적 차량용 반도체 대란에도 불구하고 생산 차질을 회피할 수 있었던 것은 이렇듯 자체적인 반도체 설계 및 조달 능력에서도 찾을 수 있다.
• 배터리 원가 절감과 내재화를 추진
테슬라는 전기차의 대중화를 위해 가격 인하가 필수적임을 감안하여 전기차의 상당 부분을 차지하는 배터리의 원가 절감도 추진하고 있다.
즉 음극재 및 양극재 기술에서 17%에 달하는 원가 절감을 목표로 하고 있는데 중국 내에서 판매된 모델에 국한하지 않고 수출형 모델에도 저렴한 인산철(LFP: LiFePo4) 배터리 장착을 확대해 나가고 있다. LFP 배터리는 기존의 니켈‧코발트‧망간(NCM) 배터리보다 약 30% 가까이 저렴한 것으로 알려져 있다.
테슬라는 이와 동시에 배터리의 내재화를 추진하고 있다. 이를 위해 테슬라는 전세계에 걸쳐 다섯 개의 기가 팩토리를 운영 중이거나 건설하고 있다.
먼저 네바다에 파나소닉이 16억달러를 투자하여 35GWh 규모의 배터리 생산능력을 확보하고 있는데 2021년 39GWh로 확대되었다.
두 번째 기가팩토리는 뉴욕에 2017년 8월 완공되어 태양전지 및 패널 등을 생산하고 있다. 세 번째인 상하이에는 2019년 11월부터 미국 프레몬트보다 약 65% 저렴하게 테슬라 전기차를 생산중이다.
네 번째 기가 팩토리는 독일 베를린에 위치해 있는데 코로나19로 인해 건설이 일시 중단된 것으로 알려졌다. 마지막 다섯 번째 기가 팩토리는 미국 텍사스에 건설될 예정이다.
테슬라는 2020년 9월 배터리 데이에서 자체 배터리 생산량을 2022년까지 100GWh 확대할 것과 생산비 절감과 에너지 밀도를 향상시킨 원통형 배터리 4680을 발표했다.
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