アナログ・エンベデッド半導体分野の強者とされる米テキサス・インスツルメンツ(TI)が自動運転車産業で成果を上げている。
TIは1930年の設立後、電圧・温度など連続的な信号を測定するアナログチップと、機器内でセンサー・通信機能などを制御するエンベデッド半導体分野で顕著な実績を積み上げてきた。TIが保有する約8万個の製品は10万社を超える企業で使われている。昨年の売上高は176億8200万ドル(約26兆1640億ウォン)を記録し、このうち95%がアナログ・エンベデッドチップ事業から生まれた。
TIはアナログ・エンベデッドチップ分野で蓄積した技術を集約して開発した車載半導体を今年初めに発売した。TI側は「自社製品を導入した顧客社は『自動運転レベル3(L3)』に容易に到達できるだろう」とし、「低電力でも高い性能を実現できる点を前面に出し、最近さまざまな顧客社を獲得するなど市場攻略の面で成果が出ている」と述べた。L3は「条件付き自動運転」に該当する技術水準で、運転者が特定状況でのみ介入し、大半の区間で車両が自ら走行する段階を指す。
市場調査会社ストラットビューリサーチによると、TIが参入した自動運転半導体市場規模は昨年の672億ドル(約100兆ウォン)から2032年には1343億2000万ドル(約199兆ウォン)へ成長すると見込まれる。
◇「業界最高水準の電力効率」
TIが発売した自動運転ソリューション製品は、▲TDA5高性能コンピューティング・システム・オン・チップ(SoC)▲4次元(D)イミージングレーダー送受信機(トランシーバー・製品名AWR2188)▲イーサネット物理層(自動運転車センサーで生成されるデータを送信する車内通信・製品名DP83TD555J-Q1 10BASE-T1S)で構成される。自動運転車でそれぞれ脳・目・神経網の役割を担う。
マーク・ウンTIオートモーティブシステム総括理事は最近ChosunBizとの書面インタビューで、TDA5製品群の差別化点として「業界最高水準の電力効率」を挙げた。マーク・ウンは「TDA5製品群は自動車プロセッシング分野で20年以上の経験を有するTIが新たに打ち出したソリューションだ」とし、「拡張性・安全性・効率性に集中して開発した」と述べた。続けて「自動運転車で脳の役割を果たすTDA5チップは、少ない電力でも高速に演算処理できるのが最大の強みだ」と付け加えた。
TDA5チップの毎秒演算回数は最大1200兆(1200TOPS・1TOPSは1秒当たり1兆回演算)に達する。1ワット(W)当たり24TOPSの演算をサポートする。マーク・ウン理事は「現在、完成車メーカーが400TOPSの人工知能(AI)演算を実装しようとすれば150W以上を消費する場合が多い」とし、「TIのチップは50W未満で400TOPSを実行できる」と述べた。さらに「競合ソリューションより少ない電力でAI作業をより速く処理できる」とし、「電力・冷却要件を削減できる製品であり、顧客社が『先進運転支援システム』(ADAS)をより容易に実装できるよう支援する」と語った。
TIは省電力・高性能のTDA5チップを実現するため、自社のニューラルネットワークプロセッサ(NPU)製品C7を組み合わせた。これにより前世代比でAI演算性能が最大12倍向上した。製造プロセスには自動車認証を受けた5ナノメートル(nm・10億分の1m)が用いられる。さらにUCle(チップレット同士を1つのパッケージ内で効率的に接続・通信するためのオープン標準インターフェース)に基づいて製作されたチップであり、チップレット(高性能半導体機能を複数に分割して製造後に統合する技術)設計をサポートし、顧客社のカスタム適用も可能だ。
マーク・ウン理事は「TDA5チップは数十億個パラメータ規模の大規模言語モデル(LLM)・ビジョン言語モデル(VLM)・高度なトランスフォーマーネットワークをサポートする」とし、「自動運転L1からL3まで柔軟に拡張できる」と述べた。
TIはシノプシスと協業し、顧客社の開発効率を高められる仮想開発キットも提供する。デジタルツイン(実世界をデジタル空間に精緻に再現してシミュレーションなどを行う概念)を含む開発ツールを通じ、顧客社は車両がなくてもTDA5が自社製品にどのように適用できるかを試すことができる。TI側は「ソフトウェア中心自動車(SDV)の発売時期を最大12カ月まで短縮できるよう支援する機能だ」と紹介した。
◇「自動運転技術を開発する韓国の顧客支援に最善を尽くす」
自動運転車の「目」と「神経網」の役割を担う製品にも多様な機能が追加された。TIは今回のレーダートランシーバーにアナログ・デジタルコンバーター(物理信号をデータに変換する装置)とレーダーチャープ信号スロープエンジン(レーダーが送る信号の変化速度を計算して距離をより正確に測定する技術)を適用し、既存製品比で性能を最大30%高めた。
これにより350m以上離れた物体を検知できる。近接する2台の車両を識別したり、道路上の小さな物体を発見できるほどの高い解像度を備えた。送信チャネル8個と受信チャネル8個(8x8)を単一LOP(導波管を通じてパッケージからアンテナへRF信号を直接伝送する方式)で提供し、中央制御器の演算処理と合わせて高解像度レーダーシステムを実装できる。これにより車両設計の単純化が可能だというのが同社の説明だ。
マーク・ウン理事は「今回発売したトランシーバーは、4次元イミージング技術を通じて、車両が物体の所在、どれほどの高さか、どれほど速く遠ざかったり近づいているかを感知できる」とし、「霧・雨といった悪天候や夜間には正確な測定が難しいセンサーが多いが、TIのトランシーバーはレーダーに基づくため、あらゆる気象条件で一貫して作動する」と述べた。続けて「高速道路のリスク要因を早期に感知し、落下貨物や高動的範囲(HDR)環境での物体検知など、厄介な状況で安定的な性能を発揮する製品だ」とした。
信号伝達速度は自動運転車を実現する上で重要な要因の一つとされる。マーク・ウン理事はイーサネットの役割をこのように比喩した。「自転車に乗っていて、ボールが転がってくると仮定しよう。目がボールを捉えると、この情報を脳へ送る。信号を受けた脳は止まるべきだと判断する。神経を通じて『ブレーキを握れ』という命令を送ると、手と足がこれを実行する。TIの検知・ネットワーキング・処理技術は自動運転車両でこのプロセスを実装する」。
TIのイーサネットはナノ秒単位(10億分の1秒)の同期をサポートする。シリアル・ペリフェラル・インターフェース(SPI・チップ間でデータを送受信する通信方式)にメディアアクセスコントローラー(MAC・データ送信の順序と衝突を管理する機能)を内蔵する構成により性能を引き上げた。マーク・ウン理事は「レーダーが障害物を感知した瞬間、その情報が中央チップ(TDA5)へ即時に伝達され、車両がリアルタイムで対応できる構造だ」と述べた。
マーク・ウン理事は、TDA5製品群が韓国をはじめ複数市場に発売され、次第に拡散していると述べた。マーク・ウンは「TIソリューションは韓国を含む世界市場に配布できるよう設計した」とし、「韓国はTIにとって重要な市場であり、次世代自動運転技術を開発する韓国の顧客を支援するため最善を尽くしている」と語った。
マーク・ウンは最後に「半導体を通じて電子製品を合理的な価格で提供することで、より良い世界をつくるという情熱はTIの核心価値だ」とし、「高い技術的信頼性を備えながらも低価格で電力消費まで抑えたTDA5製品群には、この情熱がそのまま反映されている」と述べた。