[편집자 주]자동차 산업이 급속도로 디지털화되면서 사용자 경험(User Experience, UX)이 차량 설계의 핵심 요소로 자리 잡고 있다. 자동차 UX(Automotive User Experience)는 차량 내에서 운전자와 승객이 정보를 받아들이고 차량과 상호작용하는 방식을 최적화하는 개념이다. 기존 UI(사용자 인터페이스) 디자인이 버튼, 화면, 메뉴 등을 통해 차량의 기능을 조작하는 것에 집중했다면, UX는 차량이 능동적으로 정보를 제공하여 보다 직관적이고 편리한 운전 환경을 조성하는 데 초점을 맞춘다. 자율주행, 전기차(EV), 커넥티드 카 등의 발전으로 차량 내부는 단순한 인터페이스를 넘어 운전자가 차량과 직관적으로 상호작용하는 환경으로 변화하고 있으며, 이를 가능하게 하는 핵심 기술이 바로 고성능 임베디드 반도체다. 이에 본지는 자동차 UX를 구현하는 핵심 기술인 임베디드 반도체 기술에 대해 살펴본다.

■ 자동차 UX를 구현하는 핵심 임베디드 반도체 기술

자동차 UX는 차량이 정보를 능동적으로 제공하며, 운전자가 이를 자연스럽게 받아들이도록 하는 것이 목표다. 이를 위해서는 실시간 데이터 처리, AI 기반 분석, 고속 통신 등이 가능한 고성능 반도체가 필요하다.

이를 위해 자동차에는 ARM 기반 SoC(System-on-Chip), GPU(그래픽 처리 장치), AI 기반 인터페이스를 구현하기 위한 뉴럴 프로세서(NPU) 및 딥러닝 가속기가 적용된다.

테슬라, 메르세데스-벤츠, BMW 등은 자율주행 및 맞춤형 UX를 지원하는 AI 전용 칩셋을 활용하고 있다.

또한, 자동차 내부 디스플레이가 대형화되고 고해상도를 요구하면서 고성능 디스플레이 드라이버 반도체의 역할이 중요해지고 있다.

최근 LG전자는 미디어텍과 협업해 차세대 인포테인먼트(IVI) 솔루션을 선보였으며, 이 기술은 차량 내 여러 디스플레이에서 탑승자들이 각각 다른 콘텐츠를 즐길 수 있도록 지원하는 것이 특징이다.

자동차 UX 구현을 위한 주요 반도체 요소로 △OLED 및 Micro-LED 패널을 지원하는 디스플레이 드라이버 IC 적용 △최신 HUD(헤드업 디스플레이) 시스템은 DMD(Digital Micromirror Device) 기술을 사용해 정밀한 이미지 프로젝션 수행 △AR HUD(증강 현실 헤드업 디스플레이) 기술은 실시간 데이터 처리와 고속 렌더링이 가능한 GPU 및 프로세서를 요구되고 있다.

■ 음성 명령과 제스처 컨트롤을 위한 AI 반도체

음성 명령과 제스처 컨트롤을 자연스럽게 수행하려면 AI 기반 신호 처리 반도체가 필수적이다.

이를 위해서는 자연어 처리(NLP) 및 머신러닝 알고리즘을 지원하는 AI 칩 적용이 필요하며, 3D LiDAR 및 초음파 센서 프로세서를 활용한 터치리스 제스처 인터페이스 개발도 요구된다.

햅틱 피드백 구현을 위한 압력 센서 및 초음파 센서 드라이버의 역할도 확대되어야 한다.

■ 차량 내 실시간 데이터 처리 및 통신 반도체

UX 시스템이 원활하게 작동하려면 실시간 데이터 처리가 가능한 고속 통신 및 엣지 컴퓨팅 반도체가 필요하다.

차량 내부 네트워크는 자동차용 이더넷 및 CAN FD(Controller Area Network Flexible Data-Rate) 칩을 통해 빠른 속도로 데이터를 전달하고, V2X(Vehicle-to-Everything) 통신을 지원하는 5G 및 Wi-Fi SoC가 차량과 외부 인프라를 연결한다.

또한 실시간 AI 분석 및 사용자 맞춤 기능을 제공하는 엣지 컴퓨팅 반도체도 적용되고 있다.

■ 자동차용 반도체 기업들 UX 관련 기술 개발 치열

자동차 UX 기술을 지원하는 주요 반도체 기업들은 차량 내 컴퓨팅 성능을 높이고, 실시간 데이터 처리 및 AI 기반 UX를 구현하는 데 중요한 역할을 하고 있다.

주요 기업으로는 인피니언(Infineon Technologies), ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics), 텍사스인스트루먼트(Texas Instruments, TI), 마이크로칩(Microchip), NXP, Renesas 등 다양한 업체들이 있다.

이들 기업들은 △차량 내 전력 관리, ADAS(첨단 운전자 지원 시스템), 차량 네트워크 솔루션 제공 △디지털 계기판 및 인포테인먼트 시스템용 마이크로컨트롤러 및 센서 솔루션 제공 △고속 데이터 처리 및 센서 기술을 적용한 차량용 반도체 개발 △자동차 네트워크 및 보안 기술 제공 △고성능 MCU 및 차량용 프로세서 개발 △AI 기반 데이터 분석 및 센서 기술을 활용해 UX 개선 등에 적극 나서고 있다.

■ 자동차 UX의 미래를 여는 핵심은 임베디드 개발자

자동차 UX를 현실화하는 데 있어 임베디드 개발자들은 중요한 역할을 담당한다.

UX가 단순한 디자인 요소를 넘어 안전성과 직결되는 만큼, 개발자는 고성능 반도체를 활용한 실시간 데이터 처리, 보안, 최적화된 인터페이스 설계를 수행해야 한다.

임베디드 개발자들은 자동차 UX 시스템이 실시간으로 응답해야 하므로 RTOS 기반 개발이 필수이고, 반도체 하드웨어 성능을 극대화하기 위한 최적화된 펌웨어 및 미들웨어 설계를 담당한다.

또한 차량 내 AI 시스템이 운전자의 습관을 학습해 맞춤형 주행 환경 제공하도록 하고, 암호화 및 침입 탐지 시스템(IDS) 적용으로 데이터 보호, OTA(Over-the-Air) 업데이트 지원 등 개발을 담당하고 있다.

■ 자동차 UX의 미래 반도체가 핵심

자동차 UX는 단순한 편의 기능이 아니라, 운전자와 차량 간의 감성적 연결을 형성하는 기술로 자리 잡고 있다.

AI 기반 맞춤형 UX를 통해 운전자의 습관을 학습하고 최적화된 환경을 제공할 것으로 기대되며, 제스처 및 터치리스 컨트롤을 통해 운전자가 화면을 직접 조작하지 않고도 차량 기능을 제어할 수 있는 기술이 확산될 전망이다.

또한 V2X 통신 기술을 활용해 차량과 도로, 다른 차량 간의 정보를 실시간으로 공유하는 방식이 보편화될 것이다.

임베디드 개발자들은 이러한 변화에 발맞춰 고성능 반도체를 활용한 실시간 데이터 처리, AI 기반 UX 구현, 보안 및 클라우드 연결 기술을 지속적으로 개발해야 한다.

자동차 UX는 앞으로 신차 개발에서 가장 중요한 요소로 자리 잡으며, 고성능 반도체 기술이 그 중심에 있을 것으로 자동차 전문가들은 보고 있다.