1. 차체 내의 정보화(p1)

 ㅇ최근, 자동차 기술에서의 전자화가 급속히 진행되고 있음

  - 특히, 제어계에서의 마이크로 컴퓨터의 증가나 정보계에서의 내비게이션 등 모니터의 향상에 의해 차체 내의 통신 수요가 증가하는 추세이고, 자동차의 와이어 하니스(wire harness) 및 통신 규격도 고도화가 요구되고 있음

  - 즉, 통신 서비스와 유사한 네트워크 고속화가 자동차에 대해서도 적용되고 있음

 ㅇ한편, 안전 운전을 지원하는 기술의 진보와, 충돌 피해 경감 브레이크 등의 ADAS(Advanced Driver Assistance System, 최첨단 운전자 보조 시스템)에 대한 활발한 연구로, 인식 기능인 카메라나 각종 센서, 제어 장치, 표시 모니터 등의 차체 탑재수가 증가하고 있음

  - 일본에서는 경자동차에도 충돌 피해 경감 브레이크가 탑재되기 시작하고 있으며, 2014년부터 유럽 신차 평가 프로그램(EURO NCAP)의 평가 항목으로서 추가되고 있기도 하여, 향후 세계적으로 보급 확대와 비용 경쟁의 국면에 진입할 것으로 전망됨

  - 또, 차내에서의 정보 취득이나 엔터테인먼트 환경도 보다 풍부해지고 있음

 ㅇ이러한 차의 안전과 편리성의 추구에 의해, 향후 차체 내 통신은 인터넷과 마찬가지로 고속화될 것으로 전망

 ㅇ본 자료는 차체 내에서의 고속 통신의 향후에 대해 전망하고, 부품 소재 및 기술에서의 일본의 경쟁력 및 대처 방향성에 대해 검토한 내용임

2. 차체에서의 통신 규격의 발전, 와이어 하니스의 현상(p2)

 ㅇ차체 내의 통신 환경은 안전·편리성의 추구에 따라 복잡화되고, 각 기능에 대응하는 통신 규격(프로토콜)도 CAN, LIN, MOST, FlexRay 등의 각종 규격이 실용화되어 왔지만, 향후 새로운 고속 통신을 응시해 기존 네트워크의 통합·효율화가 필요해지고 있음

 ㅇ그 중에도, 최근 Ethernet이 주목받고 있음

  - Ethernet은 가정이나 사무실에서 일반적으로 사용되는 LAN으로 가장 보급되어 있는 통신 규격

  - 고속 통신에 대응하고 있는 것 외에 제어계, 안전계, 정보계 등의 복수 네트워크를 Ethernet으로 연결하는 것으로, 네트워크 전체의 효율화, 진단의 신속화 등이 기대되고 있음

  - 또, 기존 인터넷에서 성숙된 기술이나 부품을 이용함으로써, 비용을 억제하면서 네트워크 고도화를 실현할 수 있는 점도 Ethernet의 장점

  - 그 외에도, UTP(Unshielded twisted pair cable) 1∼2 페어에서의 통신이 가능하기 때문에, 기능 확장에 따라 증가하는 네트워크 관련 중량을 억제하는 일도 기대되고 있음

  - 향후 Ethernet는 각 네트워크를 연결하는 동시에, CAN 등의 기존 네트워크를 일부 대체해 나갈 것으로 보임

 ㅇ다만, 일반적인 인터넷 통신과는 달리, 자동차에서는 특히 제어계에서의 신호 지연은 치명적이기 때문에, Ethernet의 차량 탑재화에 대해서는 지연 보증과 fail-safe 기능이 과제

 ㅇ통신 규격과 함께, 고속 통신을 지원하는 것이 와이어 하니스로, 차체에서의 와이어 하니스의 총중량은 표준적인 세단에서 약 30kg이며, 이 중 통신 용도는 약 10%를 차지

  - 와이어 하니스는 Ethernet 도입에 의해 간소화되지만, 기능 추가로 인해 회로수가 증가하여 총중량은 당분간은 감소하지 않을 것으로 보여, 향후의 새로운 전장화에서 경량화가 과제가 될 전망

3. 차량 탑재 네트워크의 향후(p3)

 ㅇ어떠한 요소가 고속화 요인이 되는지를 찾는 목적으로, 향후 보급이 기대되는 기능별로 차체에서의 통신 속도의 추계를 실시해, 통신 고속화가 네트워크에 가져오는 변화에 대해 고찰

 ㅇ주로 다음 기능에 대해 통신 고속화가 필요해지고 있으며, 특히 데이터를 취득하는 각 말단으로부터 중추인 백본(backbone)까지의 구간에 Ethernet가 채용될 것으로 전망

  - 카메라 시스템(안전계)은 운전 지원의 목적으로 차체 주위를 촬영해, 합성 화상을 모니터에 투영

  - ADAS(안전계 및 제어계)에서는 카메라 등으로 취득한 정보를 해석해 구동계에 피드백

  - 정보계는 엔터테인먼트 영상을 모니터에 투영

  - 한편, 엑츄얼레이터 부근이나 차체의 파워 윈도우 등에 대해서는 종래의 CAN 등이 활용될 것으로 전망

 ㅇ향후의 새로운 통신 고속화의 요인

  - 카메라 시스템에서는 차체 후방이나 사이드 미러 등에서의 카메라 설치수의 증대나 카메라 화질(화소수)의 향상, 미러 등 룸 모니터수의 증가가 고속화를 촉진할 것으로 보임

  - ADAS에서는 카메라수의 증가 외에 분석 정밀도·제어 능력 향상을 위한 카메라 화소수나 촬영 프레임 속도 향상이 고속화 요인

  - 정보계에서는 후방 모니터 증설 및 화면의 고화질화가 고속화를 촉진

 ㅇ현재의 Ethernet의 물리적인 통신선 소재는 메탈(금속)선으로, 100Mbps의 통신 속도가 실현 가능

  - 향후, 1∼수Gbps까지는 메탈선으로 유지할 것으로 보여지지만, 상기의 고속화 요인의 진전에 따라 메탈선으로는 불충분하다는 견해도 있음

 ㅇ또, 백본 부근에서 각 링크로부터의 통신을 제어하는 게이트웨이 ECU(Electronic control unit)도 고속화가 필요

 ㅇ한편, 통신 고속화는 노이즈를 발생시키기 때문에, 특히 제어계에 대한 대책이 필요하고, 또 네트워크 전체의 중량은 연비에 직결하기 때문에 그 경량화의 추구도 진행될 것으로 보임

4. 통신 고속화에 의한 변화, 일본계 기업 활약을 위한 시점(p4)

 ㅇ통신 고속화에서 노이즈의 증가가 과제가 되고 있어, 이에 대한 대책으로서 노이즈 필터의 설치, 커넥터 등이 검토되고 있음

 ㅇ한편, 차량 탑재 Ethernet은 비경쟁 영역으로 하자는 것이 기본적인 방향이지만, 일부에서는 경쟁 영역이 되는 부분도 있음

 ㅇ차세대 통신 규격이라고 할 수 있는 차량 탑재 Ethernet의 표준화는 독일 BMW와 미국 Broadcom을 비롯한 OPEN Alliance SIG가 견인하고 있음

  - 미국·유럽 기업과 일본 기업의 차이로는 개발 및 표준화에서의 속도감의 차이를 들 수 있음

  - 미국·유럽에서는 자동차 제조사에 의한 구체적인 로드맵 아래, 서플라이어와 자동차 제조사가 밀접하게 개발·표준화를 동시에 진행하고 있음

 ㅇ차량 탑재 Ethernet에는 인터넷에 노하우를 가지고 있는 기업도 신규 참가하고 있지만, 차량 탑재에 필요한 기능 안전 노하우나 실적을 가지지 않은 점이 과제가 되고 있어, 기존의 서플라이어와 신규 참가 기업에 의한 협업 가능성도 있음

 ㅇ일본 기업의 강점이 될 가능성으로서는 광(光)기술을 들 수 있음

  - 인터넷과 달리 차체 중량(연비)이라고 하는 제약 조건이 따르는 자동차에 대해, 하니스 경량화에 공헌하고 또 노이즈 없이 고속 통신을 할 수 있는 광섬유는 유망한 소재

  - 일본계 기업은 POF(플라스틱 광섬유)나 광통신 기술과 관련해 높은 기술력을 가지고 있음

 ㅇ일본 기업에서는 향후를 대비해 전기와 광의 양쪽 모두의 가능성을 검토하는 움직임도 있음

  - 그러나, 광섬유의 도입을 위해서는 고비용, 조립·정비 등에서의 과제가 있음

  - 현재 자동차 제조사에서는 요구되는 성능을 저비용으로 실현될 수 있다면 소재는 중요하지 않다는 자세를 보이고 있음

 ㅇ일본이 자랑으로 여기는 자동차 반도체 기술과 광섬유 기술을 융합시킨 광전자 혼재 집적회로가 저비용으로 실용화할 수 있으면, 차량 탑재 광섬유 시스템의 극적인 저비용화도 기대되고 있음