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成果を挙げてきた。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積み上げた技術を集約して開発した車載半導体を年初に発売した。TI側は「自社製品を導入した顧客企業は『自動運転レベル3(L3)』に容易に到達できる」とし、「低消費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を獲得するなど市場攻略の面で成果が表れている」と述べた。L3は「条件付き自動運転」に相当する技術水準で、運転者が特定状況でのみ介入し、大半の区間で車両が自律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の規模は昨年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)へ拡大すると見込まれる。
◇「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SoC(システム・オン・チップ)▲4次元(D)イミージングレーダートランシーバー(送受信機・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。いずれも自動運転車で脳・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製品群の差別化ポイントとして「業界最高水準の電力効率」を挙げた。マーク・ウン理事は「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。さらに「自動運転車で脳の役割を担うTDA5チップは、少ない電力でも高速に演算処理できることが最大の強みだ」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1兆回の演算)に達する。1ワット(W)当たり24TOPSの演算を支援する。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)演算を実装するには150W以上を消費する場合が多い」とし、「TIチップは50W未満で400TOPSを実行できる」と述べた。続けて「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・冷却要件を引き下げられる製品で、顧客が『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は低消費電力・高性能のTDA5チップを実現するため、自社のニューラル・プロセッシング・ユニット(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(㎚・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るため、チップレット(高性能半導体機能を複数に分割して製造し統合する技術)設計を支援し、顧客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ー規模の大規模言語モデル(LLM)・ビジョン言語モデル(VLM)・高度トランスフォーマーネットワークを支援する」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、顧客の開発効率を高めるバーチャル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実装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、顧客は車両なしでもTDA5を自社製品にどのように適用できるか試験できる。TI側は「ソフトウェア定義自動車(SDV)の上市期間を最大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」
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検出できるほど高い解像度を備えた。送信機8個と受信機8個(8x8)を単一LOP(パッケージ直接接続方式のアンテナ技術)で提供し、別途の装置を車両に搭載しなくても高解像度レーダーシステムを実装でき、車両設計を単純化できる。
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、車両が物体の位置、高さ、どれほど速く遠ざかったり近づいたりしているかを検知できる」とし、「霧・雨などの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を基盤としてあらゆる気象条件で一貫して作動する」と述べた。さらに「高速道路のリスク要因を早期に検知し、落下貨物やハイダイナミックレンジ(HDR)環境での物体検知など難条件で安定した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装する上で核心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次のように比喩した。「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、この情報を脳に送る。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『ブレーキをかけろ』という命令を送ると、手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過程を実装する。」
TIのイーサネットはナノ秒単位(10億分の1秒)の同期を支援する。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検知した瞬間、その情報が中央チップ(TDA5)に即時伝達され、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の市場で発売され、徐々に拡大していると述べた。マーク・ウン理事は「TIソリューションは韓国を含む世界市場に展開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・ウン理事は最後に「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、「高い技術信頼性を備えつつ、低価格で電力消費まで抑えたTDA5製品群には、こうした情熱がそのまま反映されている」と述べた。