차세대 변속기 시장의 글로벌 경쟁(下)

- 개발업체 중심

모세준 연구위원 / 한국자동차산업연구소 　지난 4월 GM과 포드는 공동 협력으로 차세대 자동변속기를 개발하기로 합의하였다. 이는 연구개발 비용 부담을 줄이면서 급변하는 차세대 신기술에 신속하게 대응하기 위한 것이다. 차세대 변속기 개발은 완성차업체와 전문 변속기업체의 경쟁으로 빠르게 진행되고 있다. 동시에 완성차업체는 주력 차세대 변속기 기술을 선정하여 원천기술을 보유하고 있는 업체들과의 협력을 확대하고 있다. 또한 개발업체들마다 경쟁력 있는 기술이 상이하여 부족한 부분을 보완하기 위한 협력은 증가할 전망이다. 지난 7월호에 기고한 차세대 변속기 시장 및 기술에 이어 이번 보고서에서는 완성차/부품업체들의 개발 경쟁을 살펴보고자 한다.

글로벌 개발업체 현황

　전 세계 승용차용 변속기 생산대수는 2012년 8,100만대이며 2020년 1억대를 넘어설 것으로 전망되고 있다. 업체별로 살펴보면 도요타, 현대․기아, 폭스바겐, GM이 7백만대 이상을 생산하는 상위업체이다. 현재 1위 업체인 도요타는 자체 생산보다 계열 변속기업체 아이신의 생산량을 늘리면서 2020년 생산량 순위는 4위로 낮아질 것으로 예상된다. 반면 폭스바겐, 현대․기아, GM은 자체 생산량을 늘리면서 2020년 1~3위로 올라설 것으로 전망된다. 　독일 ZF는 변속기 개발업체 중 가장 높은 성장성을 보일 것이다. ZF 변속기 생산량은 2012년 230만대에서 2020년 580만대로 연평균 12.3% 증가할 것으로 전망된다. 중국 등 신흥시장의 완성차업체들에게 공급을 늘리고 현지생산을 강화한 것이 성장의 주요 원인이다. 그리고 완성차업체 중 향후 성장성이 높은 회사는 상하이자동차, 푸조-시트로엥(PSA), 포드 등이 있다. 상하이자동차는 GM, 폭스바겐의 기술을 바탕으로 자체 변속기 생산량을 늘리고 있으며, 푸조-시트로엥은 중국 사업 강화 및 GM, 도요타와의 동맹으로 생산 확대가 예상된다. 그리고 포드는 자동변속기 부문에 집중하면서 듀얼클러치변속기는 독일 게트렉(Getrag)과 함께 생산량을 늘릴 것으로 예상된다. 변속기 분야는 오랜 기술 축적이 필요한 부품으로 선진업체들이 주도하고 있었으나, 향후 지리 등 중국 완성차업체들이 선진업체의 기술을 전수받아 변속기 자체 생산능력을 확보할 것으로 전망된다. < 글로벌 변속기 공급업체 순위 >

자료 : IHS

　변속기는 엔진과 함께 주로 완성차업체들이 주도적으로 기술을 발전시켜 왔다. 따라서 오랜 역사를 지닌 완성차업체들은 기술을 내재화하고 있다. 따라서 GM/포드, 폭스바겐/벤츠, 혼다, 현대․기아 등이 변속기를 자체적으로 개발하며, 일부 업체들은 생산을 외주화하는 경우가 있다. 특히 독일시장에서는 전문 변속기 업체들이 오래 전부터 발달하였다. 이런 이유로 BMW는 변속기 개발을 전문업체와 협력하고 대신 엔진 개발에만 집중하고 있다. 　변속기 개발 및 생산을 계열사에 이관하거나 개발비용 절감을 위해 전문업체를 설립하는 경우도 있다. 도요타는 아이신세이키(Aisin Seiki)와 협력하여 변속기를 개발 및 생산하고 있다. 아이신세이키는 파워트레인, 차세, 섀시, 전장 등 다양한 부품을 생산하는 종합부품업체이다. 이 중 변속기 사업은 자회사인 아이신AW(자동), 아이신AI(수동)가 담당하고 있다. 이들 업체들은 자체 개발능력을 보유하고 있으며, 도요타뿐만 아니라 타 완성차업체에도 변속기를 공급하고 있다. 이로 인해 2012년 도요타 이외 매출 비중은 32%에 이르고 있다. 닛산은 자동변속기사업부를 분리하고 미쓰비시 변속기사업부를 흡수하여 2002년 자트코(Jatco)를 설립하였으며, 현재는 스즈끼도 지분을 보유하고 있다. 따라서 자트코는 닛산을 중심으로 다양한 업체들에게 자동변속기 및 CVT를 공급하고 있다. 또한 닛산은 자회사 아이치기계공업(Aichikikai)을 활용해 수동변속기를 생산하고 있으며 DCT 기술도 확보하고 있다. < 주요 업체별 변속기 계열사 현황 >

자료 : 각사

　독립적인 변속기 전문업체는 시스템과 핵심부품을 생산하는 업체로 구분된다. 시스템 생산업체로는 독일 ZF와 게트락(Getrag), 핵심부품 생산업체로는 미국 보그워너(Borg Warner), 독일 루크(Luk) 등이 대표적이다. ZF는 1915년 비행선 감속기 제조로 시작하여 M&A 등을 통해 변속기, 섀시 등으로 부품 사업을 확대한 대형 부품업체이다. 특히 자동변속기 개발에 대한 역사가 길고 보유한 기술력이 우수하여 BMW, 포르쉐, 아우디, 랜드로버, 크라이슬러 등이 ZF의 자동변속기를 사용하고 있다. 게트락은 오토바이 변속기를 생산하기 위해 1935년에 설립되어 수동변속기에 특화된 전문업체로 성장하였다. 따라서 수동변속기에 기반한 DCT 기술력이 우수한 업체이며 현재 미국 포드, 중국 장링/동풍과 3개의 JV를 운영하고 있다. 게트락의 DCT는 포드, 볼보를 비롯하여 르노, 미쓰비시, BMW 등에 공급되고 있으며, JV를 통해 중국 로컬업체에 공급을 확대할 계획이다. 　일부 부품업체들이 차세대 변속기의 핵심부품 기술을 주도하는 경우도 있다. DCT의 듀얼클러치모듈은 보그워너(미), 루크(독) 등의 기술력이 우수하며, CVT의 금속벨트는 보쉬(독) 등이 독점하고 있어서 변속기 개발업체들이 전문 부품업체 기술에 많이 의존하고 있는 상황이다. 따라서 완성차업체들은 성능이 우수한 차세대 변속기를 개발하기 위해서 시스템 및 핵심부품 공급업체들과의 기술협력을 강화하고 있는 추세이다.

업체별 경쟁력 분석

① 다단 자동변속기

　1990년에 들어서면서 일본, 독일 업체들은 자동변속기 다단화 개발 경쟁을 시작했다. 특히 아이신AW, ZF, 벤츠가 다단화 기술을 리드하고 있는 상황이다. 1990년 전후에 닛산과 ZF가 5단을 처음으로 양산했으며, 2000년대 초반에는 ZF와 아이신AW가 6단을 개발하였다. 벤츠는 2003년 7단을 최고급 차급에 적용하면서 다단 자동변속기가 고급 브랜드의 혁신적인 기술로 인식되기 시작했다. 이에 아이신AW는 렉서스 차종을 위해 2006년 8단을 개발하면서 업체간 다단화 경쟁이 심화되었고, 벤츠는 최근 9단을 출시하여 기술적 우위를 유지하고 있는 상황이다. 일반 브랜드차에 주로 사용되는 전륜용 자동변속기는 2011년 ZF에 의해 개발된 9단이 최고 단수이다. 　자동변속기가 6단 이상으로 다단화될 수 있었던 계기는 새로운 기술의 도입이었다. 프랑스 레페르티에(Lepelletier)가 개발한 기어구조가 적용되면서 변속기 크기가 줄고 연비, 변속감 성능이 향상되었다. 아이신AW, 자트코, 포드, GM, 폭스바겐 등 많은 업체들이 특허료를 내고 다단 변속기를 개발하였다. 반면 ZF, 혼다, 현대․기아 등은 이 구조 특허를 회피하여 독자적인 방식으로 6단 자동변속기를 개발하였다. 최근 이 특허가 만료되고 새로운 구조가 개발되면서 업체마다 독자적인 다단화 개발을 진행하고 있는 상황이다. 결국 다단화 자동변속기는 특허에 대한 장벽이 더욱 높아지고 있으므로 이를 회피하여 효율성을 개선하는 것이 경쟁력이라고 할 수 있다. < 다단 자동변속기 최초 개발업체 >

② 무단변속기

　CVT는 일본업체들이 기술을 주도하고 있는데 기술 경쟁력이 우수한 업체는 자트코, 아이신AW, 혼다 등이 있다. 일본업체들이 전 세계 CVT 시장의 70% 이상을 점유하고 있으며 특히 세계 1위 업체인 자트코의 시장 점유율은 40%에 이르고 있다. CVT 개발의 경쟁력 요소는 전자제어, 내구성 확보 능력이다. 자트코는 CVT 분야에 가장 오랜 개발경험을 축적하고 있어서 소형에서 대형차까지 적용할 수 있는 제품을 보유하고 있다. 그리고 아이신AW는 중소형급 제품을 개발하였으나 사업비중은 크지 않다. 최근 CVT 사업을 확대하고 있는 업체는 혼다이다. 혼다는 2011년 연비 및 성능을 개선할 수 있는 차세대 기술들을 ‘Dream Earth Technology’로 명명하여 추진하고 있는데 그 중 하나가 CVT이다. 기존의 효율개선뿐만 아니라 운전의 즐거움을 줄 수 있는 신형 CVT를 개발하여 올해 출시된 신형 어코드에 적용, 미국시장에서 호평을 받고 있다. 　CVT 내구성 및 적용범위를 결정짓는 핵심부품은 금속벨트이다. 금속벨트 기술은 네덜란드 VDT社가 독점하고 있었으나 보쉬가 1995년 VDT를 인수하여 공급을 독점하고 있었다. 이에 일본업체들은 금속벨트에 대한 기술 내재화를 추진하였다. 아이신AW는 2002년 보쉬와 함께 설립한 CVTech社를 통해 기술을 확보하였다. 그리고 혼다는 금속벨트를 독자적으로 개발하여 자사 제품에 적용하고 있다. < 주요 CVT 개발 업체 현황 >

③ 듀얼클러치변속기

　DCT 기술은 유럽 및 미국업체들이 주도하고 있다. 따라서 주요 개발 생산업체는 유럽계 폭스바겐, 피아트, 게트락, ZF, 올리콘-그라치아노 등이 있으며, 미국계 포드, 보그워너 등이 있다. 폭스바겐은 DCT를 업계 최초로 양산했으며 그룹 내 대표적인 기술로 육성하기 위해 DSG(Direct Shift Gearbox) 브랜드로 홍보하고 있다. 피아트는 자회사 피아트 파워트레인 테크놀로지(FPT)를 통해 자사 차종에 필요한 변속기를 개발하고 있다. 수동변속기 전문회사인 게트락은 보그워너 기술을 활용하여 DCT를 개발하였으며, 포드와 협력하여 공동 생산하는 등 적극적인 사업 확대를 추진하고 있다. ZF는 BMW와 공동으로 DCT를 개발하였으나 고성능차용 제품으로 한정된 라인업을 보유하고 있다. 하지만 향후 ZF는 일반차량용 DCT 사업을 강화할 계획이다. 이태리계 올리콘-그라치아노도 일부 슈퍼카에 한정된 기술을 보유하고 있지만 경제적인 변속기를 생산하지 못하고 있다. 　DCT의 핵심기술은 듀얼클러치, 제어장치 등이 있는데 해당 원천기술은 미국 보그워너, 독일 루크 등이 보유하고 있다. 이들 업체들은 변속기 시스템을 생산하지는 않지만 완성차와 변속기 개발업체에 기술 및 핵심부품을 공급하면서 시장을 주도하고 있다. 루크의 경우 자사의 우수한 핵심부품 기술력을 바탕으로 DCT 시스템부품으로 사업영역을 확대할 예정이다. DCT는 고가이므로 원가경쟁력 확보가 중요하다. 따라서 향후 핵심부품 기술을 내재화하여 대량 생산하는 업체들의 경쟁력이 강화될 것으로 예상된다. < 주요 DCT 개발 업체 현황 >

차세대 기술 개발 전략

　올해 GM과 포드는 9단, 10단 자동변속기에 대한 공동개발을 발표했다. 양사는 미국 내 최대 경쟁사이지만 차세대 변속기 개발의 기간 단축과 비용 절감을 이유로 2002년부터 협력해 왔다. 이번이 3번째 협력으로 설계, 개발, 테스트 등을 일원화할 예정이다. GM은 승용, CUV 등에 사용될 전륜 9단 AT 개발을 주도하며, 포드는 픽업, SUV 및 고급차 등에 탑재될 후륜 10단 AT 개발을 주도할 예정이다. 　벤츠와 르노닛산은 2010년 소형 및 친환경차 경쟁력 강화 목적의 포괄적 제휴를 추진하여 전략적인 협력 관계를 구축하였다. 이와 연계하여 파워트레인 분야는 각 사의 부족한 기술을 상호 공유하여 양사의 경쟁력을 보완할 계획이다. 벤츠는 자사의 후륜 변속기 기술 라이센스를 르노닛산에게 제공하고, 르노닛산은 소형 엔진에 대한 기술을 공유할 예정이다. 이로 인해 르노닛산은 고급 브랜드 인피니티 차종에 벤츠 변속기를 탑재할 수 있고, 벤츠는 스마트, A클래스 등 소형차에 필요한 엔진기술을 확보할 수 있게 된다. 　폭스바겐은 2003년 골프 차종에 DCT를 최초로 적용하였는데, 여기에 사용된 DCT는 변속기 부품업체 보그워너 기술을 기반으로 폭스바겐이 자체 생산한 제품이다. 이후 폭스바겐은 초기에 확보한 기술을 바탕으로 이전 6단 DCT 대비 부피와 무게가 줄어든 7단 DCT를 최초로 개발하였다. 최근에는 성능 및 연비 향상을 위해 선도적으로 10단 DCT를 개발 중이다. 　포드는 DCT 기술 및 생산능력을 확보하기 위해 2001년 독일 변속기 부품업체 게트락과 JV(게트락 포드 트랜스미션)를 설립하였다. 이로 인해 포드는 게트락과 협력하여 DCT 기술 및 생산설비를 확보하게 되었다. 이 합작회사에서 공급되는 DCT는 ‘Power Shift’로 브랜드화되어 포드, 볼보 차종에 우선적으로 적용되고 타 업체로 공급을 확대하고 있다. 점차 수요량이 증가하면서 북미 및 유럽 공장의 생산능력을 확충하고 있는 상황이다. 　크라이슬러는 독일 변속기업체 ZF와 변속기 제품 및 기술 공급 관계를 지속하고 있다. 크라이슬러는 ZF의 변속기 기술 공여를 통해 변속기를 직접 생산하여 자사 주력 차종에 탑재하고 있다. 크라이슬러는 ZF가 세계 최초로 개발한 9단 변속기도 미국 인디애나 변속기 공장에서 직접 생산할 예정이다. 이를 위해 약 3.7억 달러의 투자계획을 발표했으며 2014년 상반기부터 생산을 개시할 전망이다. 　중국업체는 차세대 변속기 기술을 확보하기 위해 선진업체와의 협력을 강화하고 있다. 이를 위해 막대한 자본력을 앞세워 해외 변속기업체 인수와 선진업체와의 기술협력에 매우 적극적이다. 　중국 12개 로컬업체들로 구성된 연구개발 연합체(CDUI¹⁾)는 2009년 보그워너와 협력하여 DCT 주요 부품을 중국에서 생산, 공급하는 계약을 체결한 바 있다. 또한 올해 1월에는 둥펑자동차와 게트락이 중국 내 DCT 개발 및 생산을 위해 2.5억 달러 규모의 공동 투자를 발표하였다. 　지리자동차는 2009년 약 540억 원을 투자해 호주 변속기업체 DSI²⁾를 인수하였다. DSI는 연산 18만대 규모의 자동변속기 전문업체로서 후륜 4/6단, 전륜 6단 자동변속기를 주력으로 생산하고 있다. 지리자동차는 인수 후 중국 내 생산공장을 설립하여 자사 차종에 6단 자동변속기 탑재를 확대하는 한편, DSI를 통해 7/8단 자동변속기, 7단 DCT 및 HEV 전용 변속기 등을 개발하고 있다. 　베이징자동차는 2011년 약 450억 원을 투자해 스웨덴 변속기업체 WTP³⁾의 자산을 인수했다. WTP는 쉐보레, 뷰익 등에 수동변속기를 납품하는 전문 부품업체이다. 과거 베이징자동차는 2009년 약 2천억 원을 투자해 사브 엔진과 변속기 기술을 인수한 바 있다. 이런 해외업체 인수를 통해 베이징자동차는 변속기 및 핵심부품 생산라인을 구축하게 되었고 차세대 변속기 개발의 기반을 마련하였다.

시사점

　차세대 변속기 기술이 혼재되어 빠르게 발전하고 있는 시기의 대응 방안은 3가지로 요약할 수 있다. 우선, 완성차업체는 변속기 전문업체를 육성하여 차량개발의 유연성과 신속성을 확보할 필요가 있다. 최근 차세대 변속기의 원천기술을 보유한 업체들의 주도권이 강화되고 있는 반면, 완성차업체들은 자체적으로 모든 변속기를 개발하기에 인력 및 개발 비용에 대한 부담이 커지고 있다. 그리고 변속기 전문업체들은 기존 완성차에서 개발된 변속기를 가공, 조립하는 수준에서 벗어나 자체적인 기술개발 능력을 강화하고 있다. 최근 피아트그룹이 파워트레인 개발 회사를 별도로 설립하여 제품 영역을 확대하고 전문성을 높여가고 있는 것도 이런 흐름의 하나이다. 　둘째, 완성차/부품업체들은 상호 우월한 기술에 대한 공유와 협력을 강화하여 부족한 기술을 신속하게 보완할 필요가 있다. 변속기는 오랜 개발 노하우가 필요한데 업체들마다 주력 개발 방향이 상이하여 변속기별 기술격차가 크다. 또한 변속기가 발전하면서 관련된 구조, 제어 등의 특허들이 후발업체들의 장애로 작용하고 있다. 이로 인해 부족한 기술을 보완하는데 시간이 많이 소요되고 특허를 회피한 기술을 개발하여도 효율성이 떨어지는 경우가 발생한다. 그리고 최근 파워트레인 기술이 부족한 중국업체들이 해외업체들의 기술을 활용하여 빠르게 발전하고 있다는 것에 관심을 가질 필요가 있다. 　셋째, 국내 완성차업체들도 주력 변속기에 사용되는 핵심부품을 국산화할 수 있도록 전략적인 부품업체들을 육성 또는 설립할 필요가 있다. 변속기를 구성하는 핵심부품의 성능이 전체 변속기의 품질을 좌우하고 있다. 하지만 핵심부품을 공급할 수 있는 업체들이 소수에 한정되어 있어서 완성차업체들은 원가 경쟁력을 확보하기 어려운 상황이다. 일본 완성차업체들이 CVT에 주력하는 이유 중의 하나도 관련 핵심부품이 내재화되어 글로벌 경쟁력이 상대적으로 우월하기 때문이다. < 업체별 변속기 개발 현황 요약 >

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1) CDUI (China Automobile Development United Investment Co.) : 상하이, 치루이, 지리자동차 등 12개 중국 업체의 조인트벤처 2) DSI (Drive-train international) : 호주 자동변속기 전문업체 3) WTP (WEIGL transmission plant AB) : 스웨덴 수동변속기 전문업체