테슬라에서 도요타까지: 소프트웨어가 자동차를 재구성하는 방식

자동차의 미래를 위한 진정한 전쟁은 배터리에 관한 것이 아니라 소프트웨어에 관한 것입니다. 즉, 자동차 회사들이 실제로 이를 실현할 수 있느냐가 관건입니다.

미래의 자동차는 시간이 지나도 변하지 않는 자동차가 아닙니다. 시간이 지남에 따라 적응하고 개선하며 더 많은 기능을 제공하는 자동차가 될 것입니다. 자동차는 생활 속의 다른 기기들과 통합되고, 점점 더 자동화된 주행을 제공하며, 개인의 취향에 맞게 더욱 맞춤화될 것입니다. 자동차의 역사에서 몇 차례 큰 패러다임의 변화가 있었지만, 이번 변화는 영구적인 게임 체인저가 될 수 있습니다. 

즉, 자동차 회사가 실제로 이를 실현할 수 있다면 말입니다.  

혁신과 구식을 구분하는 새로운 경계는 바로 소프트웨어입니다. 리비안이나 테슬라를 현대적으로 느끼게 하고 도요타나 마쓰다를 덜 현대적으로 느끼게 하는 것은 바로 소프트웨어입니다. 소프트웨어는 자동차가 무선 업데이트를 통해 차고에서 눈에 띄게 개선된 기능을 제공할 수 있게 해줍니다. 서비스 센터에 가지 않고도 스마트폰과 원활하게 통합하고 수리 진단까지 할 수 있습니다.

10년 전만 해도 구매자들은 최고의 연비, 안전 기능, 신뢰성을 갖춘 자동차를 원했습니다. 오늘날에도 여전히 그런 것들을 원합니다. 하지만 10년 후에는 소프트웨어가 대부분의 자동차 구매를 결정하는 요소가 될 수 있습니다. 고객들은 다음과 같은 질문을 할 것입니다: 이 제품은 내 장치와 어떻게 상호 작용하는가? 이 제품은 시간이 지남에 따라 어떻게 개선될 것인가? 이 자동차는 학습하고 적응하는 자율 주행 기능을 제공하나요? 그리고 가장 중요한 것은 이 기술이 언제 구식이 될 것인가?

하지만 모든 자동차 제조업체가 소프트웨어 분야에서 성공할 수 있는 것은 아닙니다. 지금까지 소프트웨어 회사로 거듭나려는 대부분의 시도는 기껏해야 과속 방지턱이나 최악의 경우 치명적인 차질, 최고 경영진의 이직으로 점철되어 왔습니다.

“제대로 제어하려면 실리콘의 첫 번째 레이어부터 자동차의 애플리케이션 레이어까지 제대로 쓸 수 있어야 합니다.”라고 현재 볼보의 전 CEO인 짐 로완은 최근 영국 오토카와의 인터뷰에서 말했습니다. “전 세계에서 이를 달성한 회사는 세 곳뿐입니다: 테슬라, 리비안, 볼보입니다. 훌륭한 자동차 회사는 많지만 그 누구도 이 문제를 해결하지 못했습니다. 이는 매우 중요한 문제이며, 이를 달성하는 것은 매우 어려운 일입니다. 하지만 우리는 이 일을 계속해 왔습니다.”

로완의 말이 맞습니다. 장기적으로 소프트웨어의 실패는 자동차 제조업체 자체의 실패로 이어질 수 있습니다. 좋은 자동차를 만드는 것만으로는 더 이상 충분하지 않습니다. 자동차는 소비자 전자 기기로 변모했습니다. 하지만 이것이 자동차 산업 전체에 의미하는 바는 무엇일까요? 그리고 누가 승자와 패자가 될까요?

소프트웨어 정의 차량(SDV, Software-defined vehicle) - 운전자 지원, 인포테인먼트, 성능과 같은 핵심 기능이 고정된 하드웨어가 아닌 소프트웨어로 주로 제어되는 차량입니다. 이러한 기능은 무선 소프트웨어 업데이트를 통해 원격으로 업데이트, 수정 또는 강화할 수 있으므로 시간이 지나도 지속적으로 개선되고 새로운 기능이 추가될 수 있습니다.

모든 최신 자동차에는 1980년대 전자식 연료 분사 장치가 등장한 이래로 소프트웨어 요소가 일부 포함되어 있습니다. 그러나 소프트웨어가 차량의 기능과 사용성에 영향을 미치는 정도는 매우 다양합니다. 예를 들어, 2007년형 도요타 캠리에는 컴퓨터가 센서 입력을 읽어 제동을 조절하는 기능인 전자식 주행 안정화 컨트롤(ESC)이 있습니다. 

하지만 캠리는 카시오 F91W가 스마트 워치인 것처럼 소프트웨어 정의 차량입니다. 진정한 소프트웨어 정의 차량은 고립된 소프트웨어 기반 기능 그 이상을 제공합니다. 차량 전체가 소프트웨어가 주요 기능을 관리하는 플랫폼으로 설계되어 있습니다. 

하지만 자동차 역사의 대부분에서 소프트웨어의 역할은 미미했습니다. 안정성 제어나 기본 인포테인먼트 시스템과 같은 고립된 시스템을 제어하는 데 국한되었습니다. 즉, 자동차 제조업체들이 소프트웨어를 구현하기는 했지만 중심적인 역할을 하지는 못했습니다.

리비안의 전기 아키텍처 디렉터인 카일 로보에 따르면 SDV는 크게 두 가지 측면을 포괄합니다.

“하나는 차량의 모든 컨트롤러를 업데이트 가능하게 만드는 것입니다.”라고 로보는 인사이드EVs에 말합니다. “그리고 다른 하나는 수직 통합입니다. 즉, 기능, 시스템 개발, 하드웨어 및 소프트웨어 구현에 대한 완전한 제어권을 확보하는 것입니다. 이를 통해 기능을 변경하고 더 빠르게 수정할 수 있습니다.” 

테슬라는 이러한 접근 방식을 개척했는데, 부분적으로는 그래야만 했기 때문입니다. 초기에 테슬라 엔지니어들은 원하는 전기차를 만드는 데 필요한 기성 부품, 소프트웨어 및 기능이 부족하다는 사실을 깨닫고 이를 자체적으로 제작했습니다. 이러한 노력은 스마트폰 앱부터 충전 네트워크에 이르기까지 테슬라가 하는 모든 일로 확산되었습니다.

그 이후로 중국의 자동차 제조업체들이 이 아이디어를 받아들여 이를 실행에 옮겼고, 리비안과 같은 스타트업도 마찬가지입니다. 한편, 부품과 소프트웨어를 위해 수많은 써드파티 공급업체를 이용하던 전통적인 자동차 제조업체들도 수직적 통합을 시도하고 있지만 그 결과는 엇갈리고 있습니다.

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자동차 자체에 대한 재해석

최초 모델 3에는 오토 하이빔, 와이퍼, 음성 제어, 뒷좌석 열선 기능이 제공되지 않았습니다. 그러나 이 모든 기능은 곧 무선 업데이트를 통해 제공되었습니다. 이러한 접근 방식은 생산을 간소화하고 초기 비용을 줄였으며 구매 후에도 오랫동안 사용자 경험을 향상시키기도 했습니다.

테슬라, 리비안, 루시드 모터스 같은 자동차 스타트업은 재정적, 생산적 제약에 직면해 있지만, 레거시 부담이 없다는 점이 가장 큰 자산이었습니다. 조직의 관성, 고착화된 공급업체 관계, 매몰 비용 중심의 의사 결정이 없었기 때문에 모든 것을 다시 생각할 수 있는 권한이 주어졌습니다. 이들에게는 깨끗한 종이와 실리콘밸리의 디자이너, 엔지니어, 소프트웨어 전문가로 구성된 다양한 팀이 주어졌고, 마법을 실현할 수 있는 기회가 주어졌습니다.

이러한 시스템 전반의 사고방식의 결과로 구역 아키텍처가 도입되었습니다. 일반적인 자동차에는 인포테인먼트 관리, 키가 필요 없는 도어 열림, 파워트레인 제어 등 다양한 작업에 사용되는 수십 개의 온보드 전자 제어 장치(ECU)가 있습니다. 

이러한 방식은 제 기능을 수행하지만 배선이 많이 필요하고 중앙 집중식 통합성이 부족합니다. 마치 학교의 각 방에 개별 디바이스마다 별도의 와이파이 라우터를 설치하는 것과 같습니다. 대신 각 방에 모든 사람의 디바이스를 수용하는 하나의 라우터만 있으면 어떨까요? 

“따라서 애플리케이션별 도메인에서 차량의 각 영역마다 소프트웨어 정의 기능을 실행하는 중앙 컴퓨터와 통신하는 영역별 컨트롤러가 있는 영역별 아키텍처로 전환될 것입니다.”라고 ARM의 자동차 파트너십 디렉터인 로버트 데이는 말합니다. 고도로 연결된 차량을 제작하는 스타트업에게 ECU 배치 및 설계 방식을 간소화하는 것은 다소 쉬운 일이 아니었습니다.

복잡성 감소 및 효율성 향상

리비안은 소프트웨어 분야의 또 다른 리더로 거듭나면서 구역 아키텍처라는 개념을 도입했습니다. “우리는 ECU를 지리적으로 배치한 다음 가장 가까운 곳에 있는 것에 연결하기만 하면 되는 클린 시트 접근 방식을 고려했습니다."라고 로보는 말합니다. “동쪽, 서쪽, 남쪽 구역 컨트롤러가 있습니다. 예를 들어 웨스트 존 컨트롤러는 자동차의 운전자 쪽에 있는 모든 것을 연결하므로 가속 페달과 프런트 서스펜션 시스템을 연결합니다.” 

리비안은 2025년형 R1S SUV와 R1T 픽업에 총 7개의 ECU만 사용합니다. 이는 기존 R1S와 R1T의 17개에서 줄어든 수치입니다. 리비안과 경쟁하는 일부 최신 럭셔리 차량에는 150개에 달하는 ECU가 탑재되기도 합니다. ECU를 10개만 줄여도 무게와 배선 요구 사항이 눈에 띄게 개선됩니다. “동일한 기능을 갖춘 차량에서 하네스 길이를 1.6마일 줄였습니다."라고 로보는 말합니다. 리비안은 ECU의 수를 줄임으로써 차량의 무게를 44파운드 줄였다고 말합니다. 즉, 자동차를 만드는 데 드는 비용이 줄어들고 전반적으로 더 효율적으로 운영할 수 있게 되었습니다.

이러한 개선 사항은 소프트웨어 문제로 악명 높은 폭스바겐 그룹의 관심을 불러일으켰습니다. 2020년, 폭스바겐은 CARIAD라는 새로운 소프트웨어 부서를 출범시켰습니다. 하지만 이후 어려움을 겪으며 포르쉐 마칸 EV와 아우디 Q6 e-트론을 비롯한 여러 주요 차량의 출시가 지연되었습니다. 이로 인해 폭스바겐의 전 CEO였던 헤르베르트 디스(Herbert Diess)가 회사에서 해임되기도 했습니다. 이보다 더 큰 위기는 없었습니다.

2024년 11월, 두 회사는 리비안과 폭스바겐 그룹 테크놀로지라는 합작회사를 설립한다고 발표했습니다. 이 합작회사에서 리비안은 곧 출시될 ID.1과 같은 미래 폭스바겐 차량에 소프트웨어 플랫폼을 공급할 예정입니다. “우리는 폭스바겐 그룹 차량에 아키텍처를 제공하게 될 것입니다.”라고 로보는 인사이드EVs와의 인터뷰에서 말했습니다. “다른 회사에도 기술을 전파하고 그들도 혜택을 받을 수 있게 되어 정말 기대가 큽니다.”

ID.1 및 기타 폭스바겐 차량과 함께 리비안은 향후 출시될 자사 제품에도 구역 아키텍처를 기반으로 활용할 계획입니다. “특히 차세대 R2와 R3가 출시되면 선택의 폭이 더욱 넓어질 것입니다.”라고 리비안의 소프트웨어 제품 관리 디렉터인 비벡 수리야(Vivek Surya)는 말합니다. “이는 에코시스템으로 끌어들일 수 있는 고객의 범위를 넓히고, 업계 전반의 고객이 차량의 기능에 대해 기대하는 새로운 표준을 제시합니다."라고 말합니다.

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SDV의 광범위한 의미

자동차 제조업체의 경우 소프트웨어 정의 플랫폼을 활용하면 사용자 경험을 훨씬 더 효과적으로 제어할 수 있습니다. 이제 자동차 제조업체가 사용자 행동을 이해하기 위해 데이터를 수집할 수 있는 영역은 여러 가지가 있습니다. 때로는 이러한 데이터 액세스가 사용자에게 해가 될 수도 있습니다. 테슬라를 생각해 보세요. 

2020년에 테슬라는 운전자 행동에 따라 요금을 조정하는 자체 보험 프로그램을 출시했습니다. 운전자에게는 과속, 급제동, 급격한 코너링, 꼬리물기, 야간 운전 등에 의해 영향을 받을 수 있는 안전 점수가 부여됩니다. 막대한 비용을 지불하고 싶지 않다면, 더 이상 평일 밤은 협곡을 달리는 데 적합하지 않습니다. 이를 낙관적으로 바라보면 안전 운전이 보험료 인하를 통해 보상받을 수 있다는 것입니다. 비관적인 관점에서는 빅 테크의 지나친 개입이라고 볼 수 있습니다. 

하지만 이러한 제어 기능은 사용자에게 놀라운 경험을 선사할 수 있습니다. 이는 스티브 잡스가 애플에서 추구했던 철학의 일부였습니다. 애플 제품은 왜 그렇게 사용하기 편할까요? 부분적으로는 소프트웨어부터 하드웨어까지 거의 모든 것을 애플이 제어하기 때문입니다. 애플 제품은 자체적으로 쉽게 서비스할 수 없으며 일반적으로 경쟁사보다 더 비쌉니다. 하지만 매력적인 알루미늄 쉘에 담긴 하드웨어와 소프트웨어 패키지로 유동적인 사용자 인터페이스와 원활한 연결성을 제공합니다. 

자동차에서도 이러한 접근 방식의 단점을 확인할 수 있습니다. 자동차가 소위 '바퀴 달린 스마트폰'처럼 소프트웨어 중심이 되어감에 따라 독립적인 정비사나 자신의 차고에서 서비스를 받기가 더 어려워질 수 있습니다. 회사가 파산한 후 이를 위해 싸워야 했던 피스커 소유주들의 사례를 보면 장기적인 소프트웨어 지원도 이제 하나의 문제로 떠오르고 있습니다.

온라인 비디오 게임이나 구형 스마트폰이 제조업체에서 더 이상 지원하지 않는다고 생각해 보세요. 차량에도 그런 일이 발생하면 어떻게 될까요? 직장에 출근하거나 자녀를 제시간에 학교에 데려다주기 위해 게임이나 휴대폰이 필요하지 않을 것입니다. 결국에는 소유자가 이러한 차량을 선택할 때 장기적으로 관리할 수 있는 대책이 필요할 수 있습니다.

다음 단계

자동차는 기술 기기로 진화하고 있습니다.

하지만 이전의 자동차 개발과는 달리 이 혁명은 기존 자동차 제조업체가 주도하고 있지 않습니다. 신생 업체들이 주도하고 있습니다. “이러한 소프트웨어 작업을 수행할 수 있는 회사는 거의 없으며, 우리는 이러한 업데이트를 수행하고 고객에게 의미 있는 결과를 제공할 수 있는 특권적인 위치에 있습니다.”라고 수야는 인사이드EVs와의 인터뷰에서 말합니다. 물론 소프트웨어만으로는 위험한 신차 벤처의 세계에서 살아남을 수 없지만, 소프트웨어는 그들에게 우위를 제공합니다.

동시에 기존 자동차 제조업체들은 존립 위기에 직면해 있습니다. 폭스바겐과 리비안의 파트너십은 다른 자동차 제조업체들에게 '적응하지 않으면 뒤처질 수 있다'는 엄청난 신호를 보냈습니다. 이제 자동차를 효율적으로 만드는 것은 자동차 제조업체의 한 측면에 불과합니다. 이제 소프트웨어는 자동차 패키지의 나머지 절반을 포괄합니다. 좋은 자동차를 만드는 것이 그 어느 때보다 어려워졌습니다. 

하지만 점점 더 많은 자동차 제조업체가 이를 도입하고 있습니다. 애플 카플레이가 없다는 이유로 끝없는 비판을 받고 있지만, 제너럴 모터스의 안드로이드 자동차 기반 시스템은 무선 업데이트 등 많은 잠재력을 보여주고 있습니다. 그리고 지리 그룹이 소유한 볼보와 폴스타 같은 브랜드도 자체적으로 대규모 첨단 기술 도입에 나서고 있습니다. 도요타도 향후 몇 년 동안 소프트웨어에 대한 대대적인 투자를 계획하고 있다고 밝혔습니다. 리비안과 테슬라가 이 세상을 영원히 독점하지는 않을 것입니다. 

현재로서는 퍼스트무버 접근 방식을 활용하고 있습니다. “스타트업으로서 우리는 이미 결정된 선택에 대한 부담이 없는 기존 OEM과는 조금 다르게 생각해야 했습니다.”라고 수야는 말합니다. “따라서 기능 측면에서 훨씬 더 자유롭게 표현할 수 있을 뿐만 아니라 고객의 피드백을 통해 훨씬 더 많은 개선 사항을 가져올 수 있습니다.”

이제 문제는 이러한 변화에 고객들이 모두 동참할 수 있느냐는 것입니다.  

https://insideevs.com/features/755649/software-defined-vehicle-explainer-101/