자동차 칩이 여전히 공급이 부족한 이유는 무엇입니까?

Jul 25, 2023

자동차 산업은 여전히 ​​반도체 칩이 부족하다

상황이 개선되고 있는 것처럼 보이지만 지금은 거의 모든 사람들이 자동차 산업에 여전히 반도체 칩이 부족하다는 사실을 알고 있습니다. 전기 자동차가 더 많은 반도체를 사용하는 것은 당연한 일이지만, 가솔린 구동 내연 기관(ICE) 자동차는 왜 그렇게 많은 칩을 사용합니까? 그리고 이러한 칩에는 공급이 부족할 때 제조 용량을 늘리기가 더 어렵게 만드는 특성이 있습니까? 이것이 바로 이 기사에서 설명하려고 하는 것입니다.

New York Times NYT는 최신 차량이 최대 3,000개의 반도체 칩을 사용할 수 있다고 밝혔고, 또 다른 소식통은 1,000개 이상이라고 말했습니다. 이는 계산하는 내용에 따라 다르지만 최근 1960년대 차량의 전자 장치는 꽤 많이 사용되었습니다. 자동차 라디오로 제한됩니다. 불과 얼마 전까지만 해도 거의 전적으로 기계적이었던 제품이 어떻게 그렇게 많은 칩을 가지게 되었는가? 대답은 여러 부분으로 구성되어 있으며 성능, 비용, 하드웨어에서 소프트웨어로의 기능 마이그레이션 등 광범위한 소비자 및 산업 제품에서 칩 사용량의 일반적인 증가를 반영합니다.

자동차의 경우 1973년 석유 위기 이후 연비 개선에 대한 대대적인 노력으로 인해 엔진 제어에 전자 장치 사용이 급격히 증가했습니다. 1960년대 후반에 전자 점화 장치가 등장하기 시작했지만 엔진 제어에 마이크로컨트롤러 칩을 사용함으로써 디지털 접근 방식으로 무엇이 가능한지 보여주었습니다. 센서를 사용하여 온도, 크랭크샤프트 위치, 공기 질량 흐름, 스로틀 위치, 배기가스 내 산소 농도 등을 모니터링함으로써 자동차 제조업체는 차량의 연비와 배기가스 프로필을 획기적으로 개선할 수 있었습니다. 컨트롤러 칩은 엔진 성능을 최적화하기 위해 즉석 계산을 수행했는데, 이는 기계 센서 및 연결 장치로는 불가능한 일이었습니다.

이는 반도체 칩 사용 증가의 주요 원인 중 하나를 강조합니다. 즉, 하드웨어만으로는 수행하기 어려웠거나 심지어 불가능했던 많은 기능을 소프트웨어를 사용하여 구현하는 것입니다. 연료 인젝터에 공급하는 최적의 속도를 계산하려면 실시간으로 복잡한 방정식을 풀거나 테이블에서 숫자를 검색해야 할 수 있습니다. 이는 컴퓨터 칩과 일부 소프트웨어를 사용하면 쉽게(그리고 저렴하게) 수행할 수 있습니다. 이는 또한 내리막길에서 저단 변속과 같은 정교한 제어 체계를 구현하는 소프트웨어를 사용하여 보다 정교한 자동 변속기를 얻은 방법이기도 합니다. 속도 센서에 부착된 컨트롤러 칩은 변속기 솔레노이드를 제어하는 ​​반도체 전원 스위치에 신호를 보냅니다. 이는 차량 전체에 널리 사용되는 디지털 제어 하에 전원을 전환하는 장치인 전력 반도체의 역할을 강조합니다. 이러한 장치도 "칩"으로 간주하면(New York Times에서 그랬을 것임) 차량의 반도체 장치 수가 훨씬 늘어납니다.

자동차 등급 반도체 칩과 이들이 제어하는 ​​관련 스위치 및 장치는 기계식 칩보다 더 안정적입니다. 제가 훨씬 어렸을 때 한 친구가 1968년 Mercury Cougar 트렁크에 있는 순차 방향 지시등을 보여줬던 것을 기억합니다. 빨간색 방향등은 "세탁기 소리 같은" 작은 모터 구동 회전 스위치에 연결된 것으로 보입니다. 접점이 마모되거나 부식되면 그 일은 엉망이 되었습니다. 반도체 스위치와 간단한 타이머 회로로 이동하면 그러한 메커니즘이 훨씬 더 안정적으로 만들어졌습니다.

차량의 인포테인먼트 시스템은 많은 칩을 사용합니다. BRITTA PEDERSEN/dpa | 전 세계적으로 사용됨(사진 ... [+] 작성자: Britta Pedersen/사진 동맹, Getty Images)

또 다른 예 – 몇 년 전 저는 폭스바겐 비틀을 빌렸고, 차에 올라 문을 닫았을 때, 문이 막 닫히려는 순간 운전석 쪽 창문이 조금 아래로 굴러갔다가 다시 뒤로 굴러갔습니다. 승객실 내부의 압력을 균일하게 하여 귀가 터지지 않도록 했습니다. 그런 종류의 기능은 순수하게 기계적으로 수행하기가 정말 어려웠을 것입니다. 그러나 마이크로칩을 사용하면 아마도 코드 몇 줄에 불과했을 것입니다. 차량의 차체 전자 장치(파워 윈도우, 도어 잠금 장치, 사이드 미러)는 일반적으로 차체 제어 모듈(BCM) 칩에 연결됩니다. BCM은 또한 계기판 및 여러 센서와 같은 자동차 전체의 다른 전자 장치와 통신합니다. 물론 인포테인먼트 시스템은 수많은 칩을 사용합니다.