SW 정의 자동차, 새로운 아키텍처와 IP 잠재력 실현해야

롤랜드버거는 SDV 접근 방식으로의 전환을 위해 ▶마이크로서비스 소프트웨어 아키텍처 ▶컨테이너화된 미들웨어 및 애플리케이션 ▶중앙 + 존 아키텍처와 같은 기술 요소와 함께 기업 가치에서 갈수록 중요도와 비중이 높아가는 ▶소프트웨어 IP에 대한 포괄적인 전략과 이에 대한 새로운 비즈니스 모델이 요구된다고 강조했다. 

정리 | 한 상 민 기자_han@autoelectronics.co.kr
원문 | COMPUTER ON WHEELS PART 4 /
        The future of the automotive software industry: Spend, trends and how to transform, Roland Berger
저자 | 볼프강 번하르트(WOLFGANG BERNHART) 박사
        마커스 바움(MARKUS BAUM) 파트너 
        팔크 메이스너(FALK MEISSNER) 파트너
        콘스탄틴 시로킨스키(KONSTANTIN SHIROKINSKIY) 파트너 

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자동차 산업은 기존 소프트웨어 통합 방식에 따라 2021년 약 260억 달러(34조 원)에 이르는 소프트웨어 지출액을 기록했고 이는 2030년 2배 증가한 590억 달러(77조 원, 차당 419달러) 수준이 될 전망이다. 하지만 롤랜드버거(Roland Berger)는 소프트웨어 정의 자동차(Software-Defined Vehicle, SDV) 접근 방식을 통해 2030년 연 170억 달러(22조 3,000억 원)의 비용을 절감해 그 부담을 덜 수 있을 것으로 내다봤다. 

현재 자동차 소프트웨어 시장은 소프트웨어 지원 기능의 급속한 성장과 함께 빠르게 성장하고 있다. 이에 따라 OEM 및 서플라이어의 소프트웨어 지출액은 그 비율과 다양한 소프트웨어 범주의 변화에 따라 급증하고 있다. 롤랜드버거는 지난 5월 ‘바퀴 위의 컴퓨터 파트 4 / 자동차 소프트웨어 산업의 미래: 지출, 트렌드, 혁신방법(COMPUTER ON WHEELS PART 4 / The Future of The Automotive Software Industry: Spend, Trends and How to Transform)’을 통해 자동차 OEM과 기존 공급업체 및 신규 공급업체의 미래 소프트웨어 지출과 그들이 어떻게 대응해야 할지에 초점을 맞추면서 SDV 접근 방식을 통한 산업 전환의 전개, 발전, 기회를 살펴봤다.

롤랜드버거는 SDV 접근 방식으로의 전환을 위해 ▶마이크로서비스 소프트웨어 아키텍처 ▶컨테이너화된 미들웨어 및 애플리케이션 ▶중앙 + 존 아키텍처와 같은 기술 요소와 함께 기업 가치에서 갈수록 중요도와 비중이 높아가는 ▶소프트웨어 IP에 대한 포괄적인 전략과 이에 대한 새로운 비즈니스 모델이 요구된다고 강조했다. 



소프트웨어 우선  

롤랜드버거의 팔크 메이스너(Falk Meissner) 파트너는 “자동차와 관련 서비스의 가치는 소프트웨어 컨텐츠에 갈수록 더 의존하고 있다”며 “OEM은 소프트웨어가 주변 하드웨어를 형성하는 SDV 접근 방식으로 전환해야 한다”고 말했다. 

전기차와 자율주행차의 성장은 더 많은 소프트웨어, 더 심화된 복잡성과 도전을 의미한다. 새로운 제품, 서비스, 업그레이드를 개발하고 시장에 출시하는 데에 더 많은 시간이 걸리고 판매 이후 수익 창출도 어려워지고 있다. 전통적인 개발 주기, 테스트, 통합, 유지관리 방식은 미래의 요구사항을 정의하기 어렵고, 이것은 애자일 소프트웨어 개발과 모순된다. 기존 또는 신형 자동차 모델에 소프트웨어를 맞추는 ‘기존 접근 방식’은 시간이 갈수록 더 복잡하고 번거로우며 비용이 더 많이 들 뿐만 아니라 혁신을 방해한다. 때문에 OEM은 소프트웨어가 하드웨어를 특성화하고 자동차가 소프트웨어 플랫폼을 중심으로 구축되는 SDV 접근 방식으로 전환하고 있다. SDV 접근 방식 전환은 자동차 산업이 복잡성 문제를 해결하고 증가된 기능 요구에 대응하기 위한 기본적인 요구사항으로, 효율성을 높이고 가치를 창출할 수 있는 기회를 제시한다. 

롤랜드버거는 SDV 접근 방식의 적용으로 산업의 소프트웨어 지출은 2021년 260억 달러에서 2030년 430억 달러(56조 원, 차당 327~575달러)로 70% 증가할 것으로 예상했다. 하지만, 기존 접근 방식을 고수한다면 이 지출은 590억 달러(77조 원, 차당 419달러)로 두 배 이상 증가될 것으로 추산했다. 연 170억 달러(22조 원)의 비용을 절감할 수 있는 것이다. 소프트웨어 지출 증가는 인포테인먼트(IVI), 첨단 운전자 지원 시스템/자율주행(ADAS/AD)의 정교함 증가, 유지관리 비용 증가, 애플리케이션 개발 증가가 주요인이다.








절감의 요소들  

롤랜드버거는 자동차 업계가 증가하는 비용을 회피해야만 미래에 대한 소프트웨어를 감당할 수 있을 것이라며, 170억 달러의 비용 절감 효과를 소프트웨어 스택 수준, 도메인 수준 및 개발 단계(개발, 통합, 유지관리 및 테스트) 등 세 가지 각도에서 분석했다. 







▶소프트웨어 스택에서 보면, 고전적인 소프트웨어 스택은 맨 아래에 하드웨어 계층이 있고, 그 위로 운영체제, 미들웨어 및 서비스가 있고 애플리케이션 계층이 있다. SDV 접근 방식에서는 애플리케이션 계층이 거의 모든 회피 비용의 근원이 된다. SDV 접근 방식에서는 통합 및 테스트 노력이 크게 감소하기 때문에 기존 접근 방식의 높은 애플리케이션 개발 비용을 낮춘다. 이 애플리케이션 계층은 SDV 접근 방식이 제공하는 비용 절감은 거의 170억 달러(22조 원)에 달하는 비용 절감 중 140억 달러(18조 원)에 해당한다. 애플리케이션 개발에 대한 재투자는 모든 도메인에 걸친 전체 애플리케이션 스택에 대해 약 8%의 CAGR을 야기한다. 






▶도메인 레벨을 보면, 인포테인먼트와 ADAS/AD는 필요한 신호처리, 감지 및 안전 시스템의 복잡성으로 인해 가장 복잡한 영역이다. 따라서 이 부분은 SDV 접근 방식으로 가장 큰 이점을 얻게 된다. 인포테인먼트는 기존 접근 방식과 비교할 때 회피 비용이 70억 달러(9조 원)에 이르며, AI의 높은 비용이 영향을 미치는 ADAS/AD 부문은 50억 달러(6조 5,000억 원)로 예상된다. 이 두 도메인에 대한 자동차 소프트웨어 지출은 약 8%의 CAGR을 야기한다. 








▶개발 주기의 각 단계에 따른 비용 측정에는 스택 및 도메인 수준의 측면이 모두 포함된다. 초기에 SDV 접근 방식을 적용하려면, 예를 들어 마이크로서비스 아키텍처와 같은 더 복잡한 아키텍처를 설정해야 하므로 개발 비용이 증가한다. 하지만 약 70억 달러(9조 원)의 증가는 테스트(110억 달러), 통합(80억 달러) 및 유지관리 비용(30억 달러)과 같은 보다 민첩한 소프트웨어 생산의 큰 비용 절감으로 상쇄된다. 또 컨텐츠 개발을 위한 리소스를 확보할 수 있다.

SDV 접근 방식에서 SOP 이후 장기간에 걸쳐 증가하는 상호의존적 소프트웨어 세트를 유지관리하고 업데이트하는 비용은 기존 접근 방식보다는 낮지만, 여전히 CAGR 16%를 야기한다.







 

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마이크로 아키텍처
마이크로서비스 아키텍처(MSA)를 사용하면 크고 복잡한 애플리케이션을 빠르고 빈번하게 안정적으로 전달할 수 있다. 애자일 개발자 팀은 각각 미리 정의된 API 게이트웨이를 통해 전체에 연결되는 새로운 서비스(마이크로서비스)를 독립적으로 개발, 유지관리 및 개선한다. 기존의 모놀리식 아키텍처와 비교할 때, 이점은 상호 의존성 감소, 시스템 안정성 증가, 시장 출시 기간 단축, 조직적인 개발 프로세스 등이다. 
 

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롤랜드버거의 분석은 두 가지 핵심 가정을 기반으로 했다. 하나는, 예를 들어 자율주행처럼 기능적인 컨텐츠가 예상대로 개발되고, 소비자가 점점 더 디지털 방식으로 원활한 경험을 요구할 것이며 OEM이 소프트웨어 지원 기능에서 추가 수익 창출을 위해 노력할 것이란 것이다. 또 다른 가정은 기존 방식에서 SDV 방식으로의 전환이 2030년까지 대부분 완료된다는 것이다. 
롤랜드버거는 궁극적으로, 접근 방식을 변경하지 않는 OEM은 더 높은 비용, 더 낮은 고객 가치, 가장 중요하게는 “구식 제품”이란 상당한 경쟁적 불이익을 받게 된다고 강조했다. 



올바른 기술  

기존 접근 방식은 시간이 많이 소요되는 프로세스에서 다양한 모델 및 구성에 소프트웨어를 적용해 소프트웨어를 자동차에 통합하는 것을 목표로 했다. 이는 소프트웨어 개발의 더 적은 노력, 더 짧은 출시 시간, 효율적인 유지관리 및 복잡성 감소 요구사항과 모순된다. 
SDV 접근 방식은 새로운 서비스 지향 또는 마이크로서비스 기반 아키텍처(MSA)와 중앙, 존 E/E 아키텍처를 특징으로 기능을 독립적이고 관리하기 쉬운 부분으로 분해해 더 빠른 테스트, 검증 및 릴리스를 가능하게 한다.  

개발 차원에서, 기존 모놀리식 아키텍처는 하나의 연속적인 코드 문자열에 의존하며, 서비스에 약간의 변경만 필요하더라도 전체를 업데이트해야 한다. 하지만 새로운 아키텍처에서 각 서비스는 독립적으로 개발되고 배포된다. 즉, 정의된 인터페이스의 매개변수 내에서 개별 서비스별 코드에 대한 업데이트만 변경하면 된다. 마이크로서비스에서 개별 마이크로서비스 API와 API 게이트웨이를 사용하면 서비스가 선택한 구현과 상관없이 직접 통신할 수 있다. 이런 고도로 독립적인 구조에서 API를 정의하고 서비스를 설계하려면 많은 노력이 필요해 초기 개발비용이 상승한다. 

테스트에서 모놀리식 아키텍처의 단일 바이너리 파일도 방해요소다. 업그레이드나 업데이트가 도입될 때마다 전체 애플리케이션을 다시 빌드하고 검증해야 한다. 하지만 MSA에서는 그렇지 않다. 업그레이드는 개별 마이크로서비스에만 영향을 미치므로 전체 애플리케이션을 테스트할 필요성이 줄어든다. 테스트 감소는 SDV 접근 방식의 가장 큰 회피 비용 중 하나다.

통합에서는, SDV 접근 방식의 주요 이점은 하드웨어 추상화 및 MSA로 시스템 통합 노력이 크게 감소한다는 것이다. 이는 코드 변경을 구현하기 위해 완전히 다시 빌드하고 오프라인으로 전환해야 하는 모놀리식 애플리케이션과 비교된다. 
유지관리에서 주요 이점은 완전히 새로운 기능이나 시스템을 통합하고 테스트할 필요 없이 코드를 재사용하고 점진적으로 채택할 수 있다는 것이다(예: 민첩한 개발 및 코드 유지관리에서). 또, 단일 실패 지점은 전체 시스템을 즉시 중단시키지 않기 때문에 MSA에 미치는 영향이 훨씬 적다.

마이크로서비스는 현재 안전에 중요하지 않은 기능에만 사용된다. 그러나 롤랜드버거는 이것이 중기적으로 바뀔 것으로 예상했다. 차 내 컴퓨팅 파워를 확장할 수 있는 능력이 증가하고 안전 인증 컨테이너 기술의 가용성이 확대됨에 따라 향후 마이크로서비스는 모든 차량 영역에 적용될 전망이다. 








시스템 업그레이드: 
성공에는 혁신적인 비즈니스 모델이 요구된다 

SDV 접근 방식으로의 전환은 자동차 산업에 중대한 영향을 미칠 것이다. 

롤랜드버거는 주요 자동차 업체들이 이미 모놀리식 아키텍처에서 높은 수준의 재사용이 가능한 다중 구성요소 또는 마이크로서비스 아키텍처로 이동하려고 시도하고 있다면서, 하지만 그들의 여정에서 가장 큰 장애물은 수백만 줄의 코드에 걸쳐 작업하는 방대한 소프트웨어 개발자를 감독하고 이끌어야 하는 관리상의 문제뿐만 아니라, OEM과 공급업체가 새로운 시장 환경에서 경쟁하기 위해 가치 변화와 함께 비즈니스 모델과 역할을 재고해야 한다고 지적했다.  

현재의 OEM 소프트웨어 요구사항은 특정 차량 플랫폼 및 아키텍처에 따라 매우 다르다. 티어 1 및 소프트웨어 공급업체는 일반적으로 IP를 소유하는 개별 OEM에게 맞춤형 솔루션을 제공한다. 이는 통합 및 테스트 비용을 높이고 소프트웨어 재판매를 방해해 규모의 경제를 제한하기 때문에 비효율성을 초래한다. 따라서, 롤랜드버거는 자동차 산업이 소프트웨어 중심 비즈니스 모델 혁신의 4가지 핵심 원칙인 ▶공통의 표준 ▶오픈소스 접근 방식 ▶IP 거래 ▶효율적인 IP 관리를 수립해야 한다고 조언한다. 

업계가 SDV 접근 방식으로 전환한 결과 중 하나는 MSA와 같은 새로운 아키텍처를 기반으로 하는 업계의 공통 표준이 출현한다는 것이다. 자동차 업계는 모든 OEM 소프트웨어 요구사항을 조화시키는 데 도움이 되는 세이프티 크리티컬 및 그렇지 않은 중요 기능에 대해 서로 다른 표준을 기대할 수 있고, 종종 공급업체와 고객이 자체 개발한 컴포넌트 간 소프트웨어 기준에 대해 서로 다른 이해를 경험한다. 이것은 제어 가능성 및 관리 용이성을 저하시킨다. 따라서 독립적이고 균일한 벤치마크가 진정한 재사용성을 구현하는 표준이 돼야 한다. 공통의 표준은 오픈소스 소프트웨어 개발을 가능하게 한다. 이것이 OEM 및 티어 1 간 소프트웨어 IP 재사용, 또는 거래 및 소프트웨어 컨텐츠의 안전성을 극대화해 규모의 경제를 창출하고 비용을 절감한다.

OEM, 공급업체 및 기술회사는 공통 요구사항을 기반으로 이미 입증된 소프트웨어의 낮은 테스트/통합 비용으로 코드 구매 및 판매에 점점 더 많이 참여할 것이다. 기업은 소프트웨어를 제품으로 제공함으로써 IP 자산을 활용하고 규모의 경제를 창출하면서 투자를 수익화할 수 있다. IP 리마케팅은 이미 공급업체의 핵심 비즈니스이지만, OEM에게는 새로운 기반이 될 수 있다. 추가 리소스, 새로운 프로세스, 공급업체와의 파트너십 강화, 소프트웨어 시장의 출현이 요구된다. 소프트웨어 IP가 기업 가치에서 차지하는 비중이 커지고 점점 더 중요 경쟁 요소가 되고 있지만, 자동차 업체들은 현재 과도한 맞춤화와 산업 표준의 부족으로 수익 창출 잠재력을 놓치고 있다. 때문에 롤랜드버거는 IP 거래의 추가적인 상업적 잠재력을 실현하기 위해 자동차 업체가 4가지 핵심 영역을 포괄하는 적절한 조직 형태, IP 프로세스(구매, 수익 창출, 방어 및 보호) 및 IP 툴 및 시스템, 포괄적인 IP 전략(기업 전략과 밀접하게 연결)의 사전 예방적이고 총체적인 IP 관리체계를 수립해야 한다고 했다. 



권장사항  

롤랜드버거는 SDV 접근 방식을 통해 OEM과 공급업체가 비즈니스 모델을 업데이트 및 확장할 수 있을 뿐만 아니라 규모의 경제와 최신 소프트웨어에 집중할 수 있다며 SDV 접근을 위한 핵심 권장사항을 나열했다. 

▶마이크로서비스 소프트웨어 아키텍처: 개발 복잡성, 통합, 테스트 및 유지관리 노력을 줄이고 지속적인 배포를 활용하기 위해 마이크로서비스 아키텍처와 같은 새로운 소프트웨어 아키텍처를 적용.
▶컨테이너화된 미들웨어 및 애플리케이션: 차량 및 클라우드에서 애플리케이션을 실행하기 위한 지속적인 배포 및 클라우드 네이티브 설계 원칙을 허용하는 컨테이너식 미들웨어를 구현.
▶중앙 + 존 E/E 아키텍처: 중앙 + 존 E/E 아키텍처를 개발해 소프트웨어 정의 접근 방식에 적합한 하드웨어 환경을 제공.
▶IP 매니지먼트: 소프트웨어 기능에 의해 생성된 가치를 극대화하기 위한 다른 플레이어와의 IP/소프트웨어 거래 및 규모의 경제 활용을 위한 충분한 툴과 프로세스를 포함하는 IP 매니지먼트 유닛 설립.
▶SaaP(Software as a Product): 공급업체는 인하우스 플랫폼 개발에 투자해 SaaP로 이동해 소프트웨어 IP를 소유하면서 자체 솔루션을 시장에 출시. 
▶소프트웨어 라이센싱: OEM은 소프트웨어 아키텍처를 다른 제조업체에 판매/라이센싱해 수익을 창출. OES와 협력해 유통 채널을 활용.


“SDV 접근 방식은 모든 개발 단계에서 여러 이점을 제공하기 때문에 자동차 OEM의 핵심 성공 요인이 된다.” 롤랜드버거의 볼프강 번하르트(Wolfgang Bernhart) 선임 파트너는 말했다. 

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AEM_Automotive Electronics Magazine