VIL(Vehicle-in-the-Loop) 기술
자율주행 시뮬레이션을 위한 SW 기술율주행 시뮬레이션을 위한 SW 기술
VIL 시스템 글로벌 시장 현황 및 전망
VIL(Vehicle-in-the-Loop) 시스템을 포함한 자동차 HIL(Hardware-in-the-Loop) 테스트 시장은 빠르게 성장하고 있습니다. 2023년 기준 글로벌 자동차 HIL/VIL 테스트 시장 규모는 약 16~18억 달러로 추산되며, 자율주행 및 ADAS 기술 발전에 따라 연평균 10% 이상의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 이에 따라 2030년대 초반에는 시장 규모가 40억 달러 이상으로 확대될 전망입니다. 최근 5년간 ADAS 센서와 자율주행 기능의 복잡성이 증가하면서 테스트 시장 규모도 두 배 이상 성장한 것으로 나타났습니다. 이러한 성장세는 차량 안전성과 신뢰성을 확보하기 위한 가상 검증 수요 증가, 개발 비용 및 시간 절감을 위한 시뮬레이션 기반 테스트의 필요성 증가 등에 기인합니다.
지역적으로는 북미가 가장 큰 VIL/HIL 테스트 시장 점유율을 차지하고 있으며, 유럽과 아시아태평양 지역이 그 뒤를 잇고 있습니다. 북미는 자율주행 기술을 선도하는 기업들과 자동차 OEM들의 적극적인 테스트 투자로 시장을 주도하고 있으며, 유럽도 엄격한 안전 규제와 ADAS 검증 수요 증가로 지속적인 성장을 보이고 있습니다. 아시아 지역은 중국, 일본, 한국을 중심으로 자율주행 R&D 투자가 활발하게 이루어지고 있으며, 빠른 시장 확대가 기대됩니다. 각 지역 모두 자율주행차 상용화를 위해 가상시험과 실차 연계시험(VIL)에 대한 관심과 투자가 증대되고 있는 공통적인 추세를 보이고 있습니다.
VIL/HIL 솔루션 시장의 주요 기업으로는 AVL List, dSPACE, ETAS, 내셔널인스트루먼츠(NI), Vector 등이 있으며, 자동차 제조사 및 부품사에 HIL 시뮬레이터, 데이터 수집 장치, 모델링 소프트웨어 등을 공급하고 있습니다. AVL과 dSPACE는 VIL 테스트 기술까지 포트폴리오를 확장하며 실제 차량을 활용한 종합적인 검증 솔루션을 제공하고 있습니다. 이외에도 OEM 연구소와 대학·연구기관들이 VIL 기술 연구에 참여하여 새로운 테스트 기법과 표준을 공동 개발하고 있습니다. 독일의 PEGASUS 프로젝트 등 산·학·연 컨소시엄을 통한 시나리오 기반 테스트 절차와 연속적 툴체인 정립이 이루어지고 있으며, 업계 전반의 협력도 활발하게 진행되고 있습니다.
VIL 시스템 기술 동향 및 발전 현황
Waymo 등 자율주행 업체들은 시뮬레이션을 활용해 수십억 마일 이상의 가상 주행 테스트를 수행하고 있으며, 업계 전반적으로 시뮬레이션 및 Vehicle-in-the-Loop 기법을 활용한 검증이 핵심 기술로 자리 잡고 있습니다.
VIL 기술은 가상환경과 실제 차량을 연결하여 테스트하는 기법으로, 소프트웨어/하드웨어 시뮬레이션과 실제 도로시험 사이의 간극을 메워주는 역할을 합니다. 최근 VIL 기술은 디지털 트윈 개념을 도입하여 고도화된 센서 시뮬레이션과 결합되고 있습니다. 디지털 트윈 기반 VIL은 실제 차량과 주변환경을 가상 세계에 실시간으로 연결하여 도로조건을 실험실에서 재현하고, 복잡한 주행 시나리오를 경제적으로 검증할 수 있도록 합니다. 이를 통해 기존 HIL보다 높은 현실감을 제공하며, 위험한 주행 시나리오도 안전하게 재현할 수 있어 ADAS 및 자율주행 기능 검증 방식이 시나리오 기반 가상검증으로 변화하고 있습니다.
또한, 클라우드 컴퓨팅과 GPU 기술 발전으로 대규모 가상 시뮬레이션이 가능해지면서 수백만 가지의 주행 시나리오를 신속히 시험할 수 있습니다. 이에 따라 VIL 및 시뮬레이션 기술의 적용 범위와 규모가 확대되고 있으며, 관련 특허 출원도 꾸준히 증가하는 추세입니다. 주요 연구개발(R&D) 초점은 현실과 같은 가상 테스트 환경 구현과 자동화에 맞춰져 있으며, 기업과 연구기관들은 지적재산 확보를 위해 특허 경쟁을 치열하게 벌이고 있습니다.
주요 기업들은 각기 다른 전략으로 VIL 및 시뮬레이션 기술을 활용하고 있습니다. Waymo는 자율주행차 개발을 위해 시뮬레이션에서 200억 마일 이상을 주행했으며, 현실적인 행동 모델을 시뮬레이션에 접목하기 위해 AI 기반 시뮬레이션 스타트업을 인수했습니다. NVIDIA는 DRIVE Constellation을 통해 데이터센터급 HIL 시뮬레이션을 제공하며, 가상 주행을 통한 알고리즘 개선을 강조하고 있습니다. Tesla는 Unreal Engine을 활용해 포토리얼리스틱한 가상 주행환경을 구축하고 있으며, Mobileye는 시뮬레이션 주도 설계를 채택하여 수백만 개의 시나리오를 통해 알고리즘을 검증하고 있습니다.
이처럼 주요 기업들은 대규모 가상 테스트를 공통적으로 활용하면서도, 각사의 강점에 맞게 VIL 기술을 발전시키고 있습니다. 기술 동향은 ▲고충실도 환경 재현 ▲AI 기반 자동화 테스트 ▲가상환경에서 사전 검증을 극대화하여 실제 도로시험을 보완하는 방향으로 발전하고 있습니다.
산업 및 투자 동향
VIL 및 자율주행 시뮬레이션 분야는 벤처 투자자들의 관심이 높은 영역입니다. 대표적으로 Applied Intuition은 누적 6억 달러 이상의 투자를 유치하며 2024년 기업가치 60억 달러를 달성했습니다. 최근 자율주행 스타트업 전반에 대한 투자 규모는 감소했지만, 검증 시뮬레이션 분야에는 전략적 투자가 지속되고 있습니다. 완성차 업체들도 시뮬레이션 기업에 직접 투자하거나 인수합병(M&A)을 추진하며 내부 역량을 강화하고 있습니다.
각국 정부는 자율주행 검증 기술 발전과 인프라 구축을 지원하고 있습니다. 미국 교통부(DOT)는 ADS 테스트 도로 구축을 지원하며, 유럽은 PEGASUS 프로젝트를 통해 자율주행 기능 안전입증을 위한 시뮬레이션 기반 테스트 절차를 정립했습니다. 중국 역시 대규모 자율주행 시험구역을 조성하고 가상 시뮬레이션 플랫폼을 구축하는 등 정부 차원의 지원을 확대하고 있습니다.
완성차 OEM들은 매년 수십억 달러를 자율주행 및 ADAS 개발에 투자하며, 개발 예산 중 30~50%가 검증(V&V)에 사용됩니다. 안전성이 중요한 자율주행 기술 특성상, VIL 및 시뮬레이션 기술 관련 투자는 지속 확대될 전망입니다.
사업화 가치 평가 및 전망
VIL 특허 기술이 기존 대비 뚜렷한 개선점을 제공한다면, 현재 성장 중인 시장에서 충분한 경쟁력을 확보할 수 있습니다. 테스트 정확도 향상, 비용 절감, 새로운 센서 및 시나리오 통합 기법 구현 등의 요소가 포함될 경우 시장에서 차별화될 가능성이 큽니다.
VIL 기술을 활용한 수익 모델로는 ▲장비 및 솔루션 판매 ▲테스트 서비스 제공 ▲라이선싱 및 기술이전이 있습니다. 또한, 해당 기술은 자율주행 자동차뿐만 아니라 트럭, 버스, 건설기계, 농기계, 철도 차량, 선박, 군용 무인차량, 드론 등 다양한 이동체 산업에도 적용할 수 있습니다.
결론적으로, VIL 기술은 자율주행 검증 시장에서 높은 사업화 가치를 지니고 있으며, 주요 기업들과 경쟁 또는 협력하며 시장을 확대할 수 있을 것입니다. 안정적인 수익 모델을 확립하고 산업 전반의 니즈에 부응한다면, 자율주행 시대의 필수 검증 솔루션으로 자리매김할 가능성이 높습니다.
