자율주행 혁신을 향한 길, 벨로다인 비전 센서가 안내한다.데이빗 홀이 암호를 입력하자 부둣가에 있는 저택 대문이 활짝 열렸다. 저택은 꽤 커 보였지만 자율주행 혁명의 선봉에 있는 기술기업가가 사는 집 같아 보이진 않았다. 우리 앞에는 데이빗 홀(David Hall·66)이 서 있었다. 자율주행 차량의 눈이 되어 주변 환경을 인식하는 라이다(LiDAR: Light, Detection And Ranging) 센서 시장에서 선두를 달리고 있는 벨로다인(Velodyne) CEO다. 그가 사는 곳은 캘리포니아 주 베이에어리어 섬의 작은 도시 알라메다(Alameda)였고, 저택은 콘크리트 부지에 위치해 있었다. 지붕에 널을 올리고 금속 소재가 들어간 저층 구조물 여러 채를 하나로 연결한 저택은 매우 허름했다. 그러나 이곳은 그가 편안함을 느끼는 피난처이자 삶을 이어가는 집인 동시에 개발에 전념하는 작업실이었다. 물건을 분해하고 조립하며 무엇이든 만들어 내는 ‘천상’ 개발자인 홀은 이 곳에서 자신의 관심 프로젝트를 진행하고 있었다.

한 쪽 끝에는 헛간 크기의 산업용 연구개발실이 위치해 있었다. 최근 홀이 가장 애착을 가진 프로젝트 중의 하나가 이곳에서 진행 중이다. 파도가 심한 바다에서 배의 평형을 지켜주는 기술로, 이미 특허도 출원했다. 그는 이곳에서 개발팀과 기술 완성도를 높이는데 한참 집중하고 있다. 또 다른 건물에는 벨로다인 사업개발 총괄을 맡고 있는 그의 아내 마타(Marta)가 그림이나 조각 작업에 집중하는 아트 스튜디오가 위치해 있다. 포드 F-150 픽업트럭 2대가 주차된 곳 바로 옆에는 보트를 물에 넣었다가 꺼내는 거대 크레인이 보였다. 사실 홀의 집은 하나의 거대한 선상 가옥, 정확히 말해 바지선 위에 설치된 거대한 조립식 건물이다. 거실에 가면 알라메다와 오클랜드 사이 자리한 고요한 운하가 보이고 철썩거리며 운하를 때리는 잔잔한 파도 소리가 들린다. 벨로다인 본사가 위치한 실리콘밸리의 화려함과 분주함은 딴 세상 이야기인 것만 같다. 홀이 이곳에 집과 작업실을 둔 것도 바로 이 조용함 때문이다. “누가 뭐래도 나는 엔지니어”라고 자신을 드러내지 않고 조용한 홀은 말했다. 직업적으로나 성격적으로 그렇다는 말이다. “나는 기본적으로 내향적인 사람이고, 시대를 앞서 가는 괴짜일 뿐이다.”

대략 10년은 앞서 있는 것 같다. 2006년 홀은 멀티빔 스피닝 라이다 센서 특허를 출원했다. 특허 출원과 함께 벨로다인은 자동차 및 기술산업에서 의도치 않은 지각 변동을 일으키며 새로운 역사를 써나갈 혁명의 중심에 자리 잡았다. 그가 개발한 라이다 센서는 자율주행 차량대회 우승팀들이 선호하는 최고의 장비로 명성을 굳혔다. “가히 혁명적이었다”고 자율주행 자동차 운동의 아버지라 불리는 윌리엄 ‘레드’ 휘태커(William ‘Red’ Whittaker) 카네기 멜론 대학 로봇공학 교수는 말했다.

‘다르파 챌린지(DARPA Challenge)’로 알려진 이 대회는 자율주행 자동차 개발을 폭발적으로 촉진시켰고, 벨로다인은 라이다 센서를 통해 중간 규모의 가족경영 기업에서 자율주행 개발에 반드시 필요한 센서를 생산하는 ‘핫’한 기업이 됐다. 34년의 짧은 역사를 가진 스타트업이 교통과 로봇공학의 역사를 새로 쓴 기술을 선보인 것이다. 덕분에 벨로다인은 첨단 자동차 라이다 센서를 공급하는 1위 업체가 됐을 뿐 아니라 자율주행 차량을 개발 중인 거의 모든 자동차 및 기술기업에 센서를 공급하는 없어선 안 될 존재가 됐다. 벨로다인의 ‘큰손’ 고객 중에는 GM과 포드, 우버, 중국의 바이두 등이 있으며 중장비 업체 캐터필러도 벨로다인의 기술을 이용해 광산용 자동 대형트럭을 생산 중이다. 자체 센서를 제작하는 구글도 지난 수년간 벨로다인의 주요 고객이었다. 날로 상승하는 수요를 만족시킬 만큼 충분한 생산역량을 가졌으면서 벨로다인의 센서만큼 훌륭한 제품을 선보일 수 있는 기업은 아직 벨로다인밖에 없다. 자율주행이란 골드러시에서 제대로 된 장비를 제공할 수 있는 벨로다인은 덕분에 짭짤한 수익을 벌어 들이고 있다. 비상장기업으로 있는 벨로다인의 올해 예상 수입은 2억 달러이며, 회사는 영업이익 흑자를 기록 중이다. 마이크 젤렌(Mike Jellen) 벨로다인 사장은 기한을 명시하지 않았지만 향후 매출을 10억 달러까지 높이겠다고 말했다. 생산역량 확대를 위해 회사는 지난해 바이두와 포드의 투자금 1억5000만 달러를 시설에 투자했다. 홀이 사업 시작을 위해 부모와 조부로부터 20만 달러를 받았던 초창기 이후 받은 최초의 외부 투자금이다. 벨로다인은 자사 기업가치를 공개하지 않았지만, 포브스가 현 매출액을 기반으로 추산한 결과 시가총액은 약 20억 달러에 달하는 걸로 보인다. 50%가 넘는 지분을 가진 홀의 순재산가치는 10억 달러 이상이 되는 셈이다. 젤렌 사장은 IPO(기업공개)가 “2018~19년 사이”에 이루어질 것이라고 말했다.

그러나 홀의 계획은 스케일이 더 크다. 그는 현재 수천 개 정도인 라이다 센서의 연간 생산능력을 내년까지 100만 개로 늘리기 위한 투자를 진행하려 한다. 그 일환으로 새너제이에서 새로 가동에 들어간 벨로다인 신규 공장을 자동화해서 하나의 거대한 로봇으로 만들려는 프로젝트가 진행 중이다. 100% 자동화가 이루어지는 거대 공장을 통해 생산시간을 줄이는 한편 경쟁업체가 따라올 수 없는 수준으로 생산비를 낮추는 것이 목표다. 테슬라 창업자 일론 머스크가 설명한 기가팩토리와 차세대 공장처럼 “기계를 만드는 기계”를 조금 작은 규모로 진행하는 ‘메가팩토리’ 프로젝트라 생각하면 되겠다. 벨로다인 공장은 내년까지 100% 자동화를 완성한다는 목표를 내세우고 있다. 성공만 한다면 인간 노동자는 기술자와 프로그래머 역할만 하고 나머지 생산작업은 로봇으로 이루어지는 공장이 구현될 것이다. 그럼 벨로다인은 자동화 공장과 자율주행차라는 2대 지각변동의 선봉에 서게 된다. “우리 목표는 다음과 같다”고 홀은 말했다. “조명을 완전히 끈 상태에서도 공장이 돌아가게 할 수 있는가? 그게 가능하다면 해외 이전 없이 미국 내에서 생산을 하는 것이 가능해진다.”

홀이 기술산업의 새로운 거물 사업가로 거듭나는 과정에 있긴 하지만 그를 규정하는 핵심 정체성은 여전히 엔지니어다. 그는 연구소에서 무언가 만들 때가 제일 편한 사람이다. 옷차림도 항상 비슷하다. 색 바랜 푸른 옥스포드 셔츠와 면바지를 입고 운동화를 신고 다닌다. 사적인 질문을 하면 단답형으로 말을 끝내지만 1970년대 보스턴으로 가서 레이시온(Raytheon)이나 하버드 의과대학 등의 고객사에게 특수 부품을 공급했던 때를 물어보면 눈을 반짝거린다.

홀은 코네티컷에서 성장기를 보냈다. 아버지는 원자력발전소를 건설한 엔지니어였고, 물리학자였던 할아버지는 1930년대 컬러 사진을 인화하는 스캐닝 과정을 발명했다. 10대 시절 그가 작업실을 가질 수 있도록 도와준 사람도 할아버지였다. 자신만의 작업실을 갖게 된 홀은 모터 구동식 자전거를 만들고 음향을 ‘정말 크게’ 만들어주는 기타 앰프도 만들었다.

격동의 1970년대 초반 그는 클리블랜드 케이스 웨스턴 리저브(Case Western Reserve) 대학에 진학해 기계공학을 전공했다. 대학을 졸업한 후에는 보스턴에 가서 기술 및 의료, 공업 기업에 부품을 공급하는 사업을 시작했다. 흥미롭고 창의력이 필요한 프로젝트가 많았지만 일반인에게는 이름이 알려질 수 없다는 점이 답답함으로 남았다. 그는 소매시장으로 옮겨가야겠다고 결심했다. “미래에 거리를 걸어갈 때 우리 회사의 브랜드를 외치면 알아듣는 사람이 있었으면 좋겠다”는 생각을 했다고 홀은 말했다.

1980년대 초반, 홀은 베이에어리어로 근거지를 옮겼다. 당시 호황기에 있던 오디오 시장에 뛰어들기 위해서였다. “스테레오 판매점에 가면 사람들이 모여서 새로운 제품을 찾는 걸 볼 수 있었다”고 그는 말했다. 가족의 지원금을 받은 그는 프리미엄 서브우퍼를 제작하기 시작했다. 음향 왜곡을 줄여주는 디자인으로 특허를 받았고, 자전거에 대한 자신의 사랑을 담아 회사 이름을 벨로다인이라 지었다. 개당 2000~5000달러로 가격이 책정된 홀의 스피커는 대히트를 쳤다. “스피커가 깨질 것 같은 소리 변형 없이 어떤 스피커보다 음향을 깊고 풍부하게 만들어줬다”고 그는 말했다.

영업은 형제 브루스에게 맡겼다. 사업은 성장했고, 베이에어리어의 스포츠 스타와 고(故) 로빈 윌리엄스 등이 단골이 됐다. 그러나 경쟁업체가 늘어나고 가격 경쟁이 살벌할 정도로 치열해지면서 홀은 1990년대 말부터 다른 분야로 눈을 돌리기 시작했다.

기분 전환을 위해 홀은 케이블 TV 프로그램 <로봇 전쟁> 에 나갈 전투 로봇을 제작했는데, 그렇게 제작한 로봇 중 하나가 2001년 세계 챔피언대회에서 2위까지 올라갔다. 그러나 그의 창의력을 본격적으로 보여준 계기는 매년 개최되는 미 국방고등계획국의 다르파 챌린지였다. 처음에는 캘리포니아 사막에서 펼쳐졌던 자율주행차 경주는 이제 장소를 복잡한 도심으로 바꾸었다. 2002년부터 자율주행 대회에 뛰어든 홀은 카메라와 레이저를 포함해 수많은 기술을 실험했고 2004년과 2005년 대회에 참여했다. 카메라 기능의 한계를 파악한 홀의 개발팀은 개별적 이미지를 촬영해 이를 하나로 엮어서 상세한 지도를 만드는 매핑 및 측량기술 라이다에 주목하기 시작했다.

홀은 라이다 기술을 응용해 스피닝 레이저 64개를 자동차 지붕에 장착하는 실험을 했다. 그랬더니 자동차가 스스로 주행할 수 있는 시각이 확보되는 등 돌파구가 마련됐다. “우리가 원하는 일반 주행 기능을 가능하게 만들어준 기술”이라고 카네기 멜론 로봇공학 교수 휘태커가 말했다. 홀의 라이다 기술을 이용한 휘태커의 타르탄 레이싱(Tartan Racing) 팀은 2007년 대회에서 우승하며 상금 200만 달러를 거머쥐었다. 2위는 현재 구글에서 자율주행 자동차 프로젝트를 진행 중인 세바스찬 스룬(Sebastian Thrun)의 스탠포드 팀이 차지했는데, 스탠포드 팀 역시 벨로다인의 라이다 기술을 사용해 좋은 성적을 거두었다. 다르파 챌린지에 출전했던 베테랑들은 현재 구글과 우버, 포드, 도요타를 비롯한 다수의 기술 스타트업에서 자율주행 자동차 프로그램을 이끌고 있는데 이 중 다수가 홀의 고객이 됐다. “좋은 아이디어가 실제 현실로 만들어져 세상을 변화시킬 때가 있다”고 휘태커 교수는 말했다.

벨로다인의 본사는 새너제이에 있지만 업계 선봉에 서기 위해 홀이 연구에 집중하는 곳은 본사에서 북쪽으로 38마일 떨어진 알라메다 연구개발소다. 연구소는 부두에 있는 홀의 작업실 겸 저택과 아주 가까운 곳에 위치해 있다. 예산이 풍부한 고등학교 과학 실험실처럼 꾸며진 연구소에서는 컴퓨터과학과 전기공학, 물리학, 광학 박사들이 홀의 라이다 센서 기능을 개선하기 위해 연구에 매진하고 있다.

벨로다인의 장치를 통해 자동차는 360도 시야각을 얻을 수 있고, 이는 지도상에서 각 지점의 3D 클라우드로 변환된다. 낮이든 밤이든 자동차는 200m 반경에 있는 모든 물체를 ‘볼 수 있다. 라이다 센서를 장착한 자동차가 고속도로에서 규정 속도로 주행하면서 저 멀리 있는 위험물을 탐지하고 충돌을 피해 가는 것도 이 덕분이다. 지난해 판매량은 수천 대 정도였지만 올해에는 수만대를 판매할 계획이다. 하키 퍽처럼 생긴 16개 레이저 내장 센서의 가격은 8000달러에서 시작하고, 64개 레이저 내장 센서의 경우는 가격이 8만5000달러까지 높아진다. “이 정도 수준으로 발전한 경쟁업체가 없기 때문에 시장에서 게임이 안 되는 상황”이라고 포드 자율주행차 사업부 기술 총괄인 짐 맥브라이드(Jim McBride)가 말했다.

그래도 새롭게 부상한 경쟁자들이 있다. 그 중 콰너지(Quanergy)는 2016년 자동차 부품 공급업체 델피로부터 9000만 달러의 투자금을 받았고, 라이다 센서 개발을 위해 3600만 달러의 자금을 모집한 루미나(Luminar)는 시장에 나온 어떤 제품보다 뛰어난 거리 범위와 화질이 가능하다고 주장한다. 벨로다인은 스피닝 부품이 전혀 없는 고체형 라이다 신제품 ‘벨어레이(Velarray)’를 출시했다. 저가 경쟁업체와 정면으로 맞서는 한편 고가시장에서도 경쟁력을 갖추기 위해 거리 범위를 넓힌 장거리 센서를 준비하는 중이다. 그래도 대량 생산이 가능한 기업이 현재 벨로다인밖에 없기 때문에 아직까지 벨로다인은 이견의 여지가 없는 시장 선도 업체다. “자율주행 차량을 개발 중이라면 무조건 벨로다인을 사용하게 된다. 그래야 나중에 물량이 늘어나도 센서 조달이 가능하기 때문”이라고 구글과 애플에서 오랜 시간을 보낸 기술 베테랑 마크 휠러(Mark Wheeler)는 말했다. 그는 현재 팔로알토의 무인자동차 매핑 서비스 개발사 딥맵(DeepMap)에서 최고기술책임자로 있다. 경쟁업체에 대해 언급하자 홀은 식상하다는 듯 손을 내 저었다. “우리 말고 라이다를 대량 생산할 수 있는 업체가 있는가?” 그가 물었다. “전체를 연결하는 중심 고리가 바로 우리다.”

모두가 라이다의 팬은 아니다. 탐탁지 않게 바라보는 시선 중 가장 눈에 띄는 사람은 바로 머스크다. 그는 카메라와 레이더, 주변환경 감지 능력이 충분하다는 음파를 조합해서 테슬라의 자율주행 기능을 발전시키겠다고 공언한 바 있다. 그러나 머스크가 라이다를 선택하지 않더라도 벨로다인이 공략할 시장은 여전히 엄청나다. 현재 업계에서는 자율주행차 프로토타입 수천 대가 실험 주행을 하는 중이다. 자율주행 차량이 소비자에게 직접 판매될 시기를 정확히 아는 사람은 아무도 없지만 시장예측기관 IHS 마킷(Markit)은 매출이 급격히 성장해 2025년까지 60만 대를 기록하고, 이후 10년간은 연간 43% 이상의 성장률을 기록할 것으로 내다봤다. 다시 말해 2035년까지 총 7600만 대의 자율주행차가 도시 도로와 고속도로 곳곳을 누빈다는 뜻이다. 벨로다인은 향후 수년간 연 300%가 넘는 수직 성장을 할 것이라고 젤렌 사장은 말했다.

홀을 비롯한 벨로다인 엔지니어들은 비밀리에 로봇 생산의 최종 형태를 구상하는 중이다. 상세한 사항에 대해서는 아직 공개할 생각이 없지만 홀은 새너제이 생산 공장에서 연간 100만 대를 생산할 날이 머지 않았다고 내다봤다. “그 정도 물량을 맞추려면 자동화가 필수”라고 말한 홀은 잠시 말을 멈추고 생각에 잠겼다가 이렇게 덧붙였다. “나한테는 라이다 마케팅보다 지금 이 일이 훨씬 재미있다.”

- ALAN OHNSMAN 포브스 기자

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