자율주행차 실용화 앞당길 저가 실리콘 라이더 센서 개발

실리콘 라디어 센서를 장착한 자율주행차 가상도. 사진제공=한국연구재단

국내 연구진이 고가의 라이더 가격을 대폭 낮출 수 있는 실리콘 라이다 센서를 개발했다. 현재 수천만원에 달하는 라이더 가격을 수만원에서 수십만원 수준으로 낮춰, 실용화 가능성을 크게 높일 것으로 기대된다.

한국연구재단은 안종현 연세대 교수와 이재동 DGIST 교수 공동연구진이 자율주행차에서 핵심기술 중 하나인 장애물을 감지하는데 사용하는 고가의 라이다를 저렴하게 만들 수 있는 실리콘 라이더 센서를 개발했다고 30일 밝혔다.

라이더는 전파를 보내 돌아오는 신호를 이용해 물체 형태까지 파악하는 장치다. 참고로 비행기에서 주로 이용하는 레이더는 물체까지의 거리를 파악하지만 물체가 어떤 형태인지를 알아내지 못한다.
구글 등에서 사용하는 자율주행차는 차량 위에 라이더를 설치해, 대상이 사람인지 자동차인지 등을 파악하며, 차량 스스로 판단하며 달릴 수 있도록 돕는다.

라이더는 주로 적외선을 이용한다. 현재 사용하는 라이더는 인듐갈륨비소 화합물 반도체를 사용한다. 그런데 이 반도체는 제작비용이 매우 높다. 이 때문에 현재 라이더 한 대가 웬만한 자동차보다 더 비싼 수천만원대에 달한다.

이에 과학자들은 저렴한 실리콘 반도체로 이를 대체하고자 연구가 한창이다. 그런데 실리콘은 단파 적외선을 감지할 수 없어 라이다 센서로 이용하지 못했다.

연구진은 10나노미터(1나노미터는 1백만분의 1미터)보다 얇은 실리콘을 만들고, 이를 변형하고 조절하는 기술을 개발했다. 이를 통해 실리콘 전자구조를 바꿔 단파 적외선을 감지할 수 있는 광센서를 개발했다.

안종현 교수는 “이번에 개발한 실리콘 라이더 광센서는 수천만원대에 달하는 라이더를 매우 저렴한 비용으로 만들 수 있다”며 “상용화되면 자율주행차 단가를 크게 낮춰 도입 시기를 앞당길 수 있을 뿐 아니라 다양한 보안장치에 응용할 수 있을 것”이라고 말했다.

안 교수는 실리콘 광센서 상용화 시점에 대해서 “아직은 실험실 수준에서 가능성을 확인한 수준”이라며 “적극적인 지원으로 대량 생산에 적합한 공정 개발에 나선다면 5-10년 내에 상용화가 가능할 것”이라고 설명했다.

이 연구 결과는 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 30일 게재됐다.