소프트웨어 정의 차량 (SDV), 반드시 알아야 할 핵심

오늘날 차량은 더 이상 엔진이나 하드웨어만으로 정의되지 않습니다. 소프트웨어는 자동차 혁신의 핵심 동력이 되며 그 변화의 중심에는 소프트웨어 정의 차량(SDV)이 있습니다. 이는 핵심 기능과 특성이 고정된 하드웨어 시스템이 아닌 소프트웨어를 통해 제어, 업데이트, 개선되는 최신 자동차를 말합니다.

이러한 변화는 이미 10여 년 전부터 전 세계에서 시작되었습니다. 테슬라가 전기차 만들면서 OTA로 업데이트하도록 만든 게 2012년이 시작되며 이후 미국, 유럽, 중국의 자동차 브랜드들이 빠르게 대응에 나서면서 SDV는 자동차 산업의 새로운 표준으로 자리 잡게 되었습니다.

일본에서는 논의가 다소 늦게 일어났습니다. 2023년도 일본 경제산업성은 “모빌리티 DX”  전략의 일환으로 SDV를 핵심 의제로 채택하면서 본격적으로 소프트웨어 중심 자동차 전환을 추진하기 시작했으며, 이에 따라 SDV는 일본에 있어 새롭고도 시급한 과제로 부상하고 있습니다.

이번 글에서는 SDV의 개념과 핵심 기술, 장단점, 그리고 세계 시장에서 일본이 차지하는 위치를 종합적으로 살펴보겠습니다.

SDV란 무엇인가?

소프트웨어 정의 차량(Software-Defined Vehicle, SDV)은 자동차의 핵심 기능을 소프트웨어가 정의하는 차량을 말합니다. 기존 자동차가 특정 기능마다 수십 개의 전자제어장치(ECU)에 의존했던 것과 달리, SDV는 중앙 집중식 컴퓨팅과 차량 운영체제(OS)를 통해 엔진 성능, 제동, 인포테인먼트, 운전자 보조 등 모든 기능을 관리합니다.

기존 ECU 기반 모델은 한계에 다다랐습니다. 2010년대 중반, 일부 고급 차량에는 100개가 넘는 ECU가 장착되었고, 이는 복잡한 배선 구조, 높은 개발 비용, 느린 혁신 사이클을 초래했습니다.

SDV는 이러한 복잡성을 유연성으로 대체합니다. 하드웨어와 소프트웨어를 분리함으로써 차량은 스마트폰처럼 OTA(Over-the-Air) 업데이트를 통해 지속적으로 기능을 업그레이드할 수 있습니다. 따라서 차량은 출고 후에도 새로운 기능, 향상된 안전성, 심지어 성능 개선까지 제공받을 수 있습니다.

맥킨지(McKinsey)는  2030년까지 전 세계에서 판매되는 신차의 95%가 OTA 업데이트를 지원할 것이라 전망하며, 이는 업계의 새로운 표준이 될 것으로 보고 있습니다.

SDV는 어떻게 작동하는가?

SDV의 핵심은 전통적인 수십 개의 독립 ECU(전자제어장치) 조합을 대체하여, 중앙집중식 소프트웨어 우선 아키텍처를 구축하는 데 있습니다. 각 기능이 고유한 하드웨어 유닛에 묶이는 대신, SDV는 차량 전체에 분산된 영역 컨트롤러(zonal controllers)가 지원하는 소수의 고성능 컴퓨터로 연산 능력을 통합합니다.

이러한 아키텍처는 방대한 데이터를 실시간으로 처리할 수 있게 해줍니다. 중앙의 ‘두뇌’가 이 기능들을 보다 효율적으로 조정하여 배선 복잡성을 줄이고, 시스템 간의 원활한 통합을 가능하게 합니다.

하드웨어 위에는 전용 **차량 운영체제(Vehicle Operating System)**가 탑재되어 스마트폰의 iOS나 Android처럼 애플리케이션을 관리합니다. 하드웨어와 소프트웨어를 분리함으로써 차량 운영체제는 기능 업데이트, 안전성 강화, 새로운 서비스 출시를 가능하게 합니다.

마지막으로, OTA(Over-the-Air) 업데이트가 이러한 유연성을 실현합니다. 비용이 많이 드는 리콜이나 서비스센터 방문이 필요하지 않고, 자동차 제조업체는 원격으로 개선 사항을 차량에 직접 전달할 수 있습니다. 이는 버그 수정과 안전 패치부터 완전히 새로운 운전자 보조 기능에 이르기까지 다양합니다.

SDV의 기술적 구성 요소

SDV 구축은 단순히 차량 아키텍처를 다시 설계하는 것에서 끝나지 않습니다. 중앙집중식 컴퓨팅과 차량 운영체제 외에도, SDV의 성공은 확장, 연결, 가치 제공을 가능하게 하는 다양한 기반 기술과 생태계 표준에 달려 있습니다.

5G와 V2X 연결성

저지연 5G 및 차량-사물 간 통신(V2X) 네트워크는 SDV를 인프라, 다른 차량, 클라우드 서비스와 실시간으로 연결해줍니다. 이러한 연결성은 OTA 업데이트, 스마트 교통 시스템, 협력 주행의 핵심 기반입니다.

클라우드 플랫폼과 데이터 인프라

SDV가 생성하는 방대한 데이터는 안전하고 확장 가능한 클라우드 플랫폼을 필요로 합니다. 이러한 시스템은 예측 유지보수, 차량군 전체 소프트웨어 관리, 스마트시티 생태계와의 통합을 가능하게 합니다.

서비스 지향 아키텍처(Service-Oriented Architecture, SOA)

SOA는 자동차 소프트웨어를 모듈화하고 유연하게 만듭니다. 각 기능은 클라우드 네이티브 애플리케이션처럼 독립적으로 개발, 배포, 업데이트될 수 있어 혁신을 가속화하고 통합 리스크를 줄여줍니다.

앱 스토어 & 기능 온디맨드

장기적인 비전은 차량 내 애플리케이션 생태계를 구축하는 것으로, 운전자가 새로운 기능을 다운로드하거나 구독할 수 있게 됩니다. 이는 OEM(자동차 제조사)에게는 반복적인 수익원을 열어주고, 사용자에게는 개인화된 경험을 제공합니다. IBM은 디지털 수익이 현재 15%에서 2035년까지 자동차 산업 전체 수익의 50% 이상으로 성장할 것이라고 전망합니다.

AI & 사이버보안

AI는 개인화, 예측 유지보수, 자율주행을 가능하게 합니다. 동시에 사이버보안은 필수적입니다. 안전한 부팅, 암호화된 통신, 침입 탐지를 통해 SDV는 항상 연결된 상태에서도 안전하게 유지됩니다.

더 보기: AUTOSAR 마스터하기: 아키텍처, 도입, 그리고 전략적 실행

SDV의 이점

운전자와 승객을 위해

개인화된 경험: 소프트웨어를 통해 차량은 대시보드 레이아웃, 주행 모드, 인포테인먼트 설정 등 개인의 선호에 맞게 적응할 수 있습니다. 프로필은 차량 간에도 이동 가능하여 카셰어링 같은 새로운 모빌리티 모델을 지원합니다.

지속적인 기능 업그레이드: OTA 업데이트를 통해 구매 후에도 새로운 운전자 보조 기능 추가, 내비게이션 개선, 엔터테인먼트 확장이 가능합니다.

더 큰 편의성: 음성 비서, 스마트 커넥티비티, 온디맨드 서비스가 차량에 소비자 기술 경험을 제공합니다.

안전 및 보안을 위해

실시간 모니터링: 센서로부터의 지속적인 데이터는 예측 진단을 가능하게 하여 고장을 예방할 수 있습니다.

더 빠른 안전 업데이트: OTA 업데이트를 통해 제조사는 물리적 리콜 없이도 취약점을 신속히 수정하거나 ADAS 성능을 개선할 수 있습니다.

향상된 사이버보안: SDV는 암호화된 통신, 안전한 부팅, 침입 탐지를 포함한 보안 설계를 내장합니다.

교통사고 감소: 연구에 따르면 SDV가 가능하게 하는 ADAS와 자율주행 기능의 광범위한 도입은 2030년까지 사고를 최대 30% 줄일 수 있습니다.

성능 및 유지보수를 위해

예측 유지보수: 차량은 자체 시스템을 모니터링하여 마모나 문제를 조기에 식별하고 고장 위험을 줄입니다.

최적화된 효율성: 소프트웨어는 EV 배터리 사용이나 하이브리드 엔진 성능을 동적으로 개선하여 연비를 높이고 주행 거리를 늘립니다.

차량 수명 연장: 하드웨어와 소프트웨어의 분리를 통해 하드웨어 교체 필요성을 줄이고 차량의 수명을 늘리며 라이프사이클 비용을 절감합니다.

자동차 제조사와 산업을 위해

비용 절감: 중앙집중식 아키텍처는 100개 이상의 ECU를 소수의 고성능 유닛으로 대체하여 배선, 무게, 제조 비용을 줄입니다.

새로운 수익 모델: 소프트웨어 기반 기능은 반복적인 수익원을 창출합니다. IBM에 따르면 디지털 및 소프트웨어 관련 수익은 현재 전체 자동차 수익의 15%에서 2035년에는 50% 이상으로 증가할 것으로 예상됩니다.

더 빠른 시장 출시: SOA는 OEM이 전체 차량 재설계를 기다릴 필요 없이 새로운 기능을 출시할 수 있게 합니다.

생태계 협력: SDV는 OEM, 1차 협력사, 클라우드 제공업체, 소프트웨어 개발자 간의 더 긴밀한 협력을 필요로 하며, 개방형 혁신을 촉진합니다.

SDV의 과제

기술적 복잡성

현대 SDV는 3억 줄 이상의 코드로 구성될 수 있으며, 이는 오늘날 프리미엄 차량의 약 1억 줄보다 많습니다. 여러 공급업체와 플랫폼에 걸친 소프트웨어 조정은 통합 위험을 발생시키며, 작은 버그조차 안전에 치명적일 수 있습니다.

사이버보안 위험

연결성은 노출을 의미합니다. SDV는 본질적으로 항상 네트워크 및 외부 시스템과 연결된 “바퀴 달린 컴퓨터”입니다.

취약점은 해커가 제동이나 조향을 방해할 수 있게 합니다.

차량이 방대한 운전자 및 승객 데이터를 수집하기 때문에 개인정보 보호 우려가 커지고 있습니다.

딜로이트 조사에 따르면, 자동차 업계 임원의 86%는 사이버보안을 브랜드 신뢰의 핵심 차별화 요소로 보고 있으며, 이는 고객 채택에서 그 중요성을 강조합니다.

비용과 인재 격차

SDV 플랫폼 구축에는 소프트웨어, 클라우드 인프라, AI 역량을 위한 수십억 달러의 초기 투자가 필요합니다. 동시에 제조사들은 전통적으로 기술 산업에 집중된 수천 명의 소프트웨어 엔지니어, 데이터 과학자, 사이버보안 전문가가 필요합니다.

KPMG는 소프트웨어 관련 비용이 이미 차량 R&D 예산의 30~40%를 차지하고 있으며, 이 비중은 앞으로 더 늘어날 것으로 예상합니다.

사례 연구 보기: 일본 주요 자동차 제조사를 위한 원활한 SAP S/4HANA 클라우드 전환

SDV 글로벌 시장 동향

글로벌 자동차 산업은 이제 확실히 소프트웨어 정의 차량(SDV)으로 향하고 있습니다. 애널리스트들은 SDV 시장이 2022년 470억 달러에서 2032년에는 2,500억 달러 이상으로 확대될 것으로 추정합니다. IBM에 따르면 2030년까지 차량 관련 혁신의 90%가 소프트웨어 중심이 될 것으로 예상됩니다.

주요 자동차 제조사들은 SDV에 대규모 투자를 하고 있습니다. 폭스바겐과 메르세데스-벤츠는 차량 소프트웨어에 대한 완전한 통제를 위해 자체 운영체제를 구축하고 있습니다. BYD와 NIO 같은 중국 OEM들은 SDV를 EV 플랫폼에 내장하고 OTA 업데이트를 통해 고객 채택을 가속화하고 있습니다. 스텔란티스와 현대차는 수십억 달러 규모의 SDV 프로그램을 발표하며, 소프트웨어를 장기적 수익의 핵심 동력으로 삼고 있습니다.

분명한 것은 SDV가 더 이상 실험적 개념이 아니라는 점입니다. SDV는 자동차 제조사들이 차량을 설계, 판매, 수익화하는 방식을 재편하는 산업 표준이 되어가고 있습니다.

일본의 상황

일본이 SDV 경쟁에 늦게 뛰어든 이유

미국, 유럽, 중국과 비교했을 때 일본은 소프트웨어 정의 차량(SDV) 논의에 훨씬 늦게 진입했습니다. 이러한 지연은 일본이 오랫동안 하드웨어 중심 엔지니어링에서 강점을 유지해온 결과입니다.

도요타, 혼다, 닛산 같은 일본 제조사들은 기계적 정밀성과 하이브리드 기술로 명성을 쌓았고, 이는 10년 넘게 국내 시장을 지배했습니다. 2010년대 동안 일본의 신차 판매 중 70~90%가 하이브리드였기 때문에, 완전히 소프트웨어 정의 아키텍처를 도입할 압력이 줄었습니다. 동시에, 하드웨어 통합에 최적화된 일본의 복잡한 1차·2차 협력사 네트워크는 소프트웨어 우선 접근으로의 전환을 더디고 어렵게 만들었습니다.

일본이 SDV로의 전환을 가속화하는 방법

METI의 “Mobility DX 2023–2030” 이니셔티브 이후, 일본은 격차를 좁히기 위해 빠르게 가속하고 있습니다. S&P Global에 따르면, 일본 자동차 제조사들은 2030년까지 1,200만 대의 SDV를 생산할 계획이며, 이는 그 해 전 세계에 보급될 것으로 예상되는 4,100만 대의 SDV 중 약 30%를 차지합니다.

지원 산업도 확장되고 있습니다. 야노 리서치에 따르면, 일본의 자동차 소프트웨어 시장은 2021년 5,824억 엔에서 2023년 6,286억 엔으로 성장했으며, ‘자동차 IT 소프트웨어’가 점점 더 큰 비중을 차지하고 있습니다. 마찬가지로 OTA 테스트 시장도 2023년 5,890만 달러에서 2035년 2억4,630만 달러로 성장할 것으로 예상되며, 연평균 13.6%의 성장률을 기록할 전망입니다.

비록 일본이 글로벌 경쟁자들보다 늦게 시작했지만, 제조 품질, 안전 문화, 신뢰할 수 있는 공급망에서의 강점은 리더십을 회복할 수 있는 기반이 됩니다. 글로벌 1차 협력사 및 선도 기술 기업들과의 전략적 파트너십을 결합한다면 일본은 단순한 추격자가 아니라, 안전하고 고품질의 SDV를 제공하는 신뢰할 수 있는 혁신자로 부상할 수 있습니다.

결론

소프트웨어 정의 차량은 더 이상 먼 미래의 비전이 아니라 자동차 산업의 기반이 되고 있습니다. 일본에게 늦은 출발은 전환을 시급하게 만들지만, 동시에 신뢰할 수 있고 안전하며 고품질의 SDV를 통해 선도할 기회도 제공합니다.

일본이 SDV 전환을 가속화함에 따라, 성공은 하드웨어 우수성과 소프트웨어 혁신을 결합하는 파트너십에 달려 있습니다. VTI는 차량 운영체제, OTA 플랫폼, 클라우드 통합에 대한 전문성을 바탕으로 품질, 안전, 장기적 신뢰를 중심에 두고 이 여정을 지원하는 데 전념하고 있습니다.

귀하의 팀이 SDV 개발을 검토 중이거나 신뢰할 수 있는 소프트웨어 파트너를 찾고 있다면, 함께 모빌리티의 미래를 만들어갈 방안을 논의하게 되어 영광일 것입니다.