삼성전자, ‘초미세 이미지센서’에 집중…시스템반도체 몸집 키운다

업계 최소 0.56㎛ 크기ㆍ2억 화소 ‘아이소셀 HP3’ 공개
카메라 모듈 면적 최대 20% 줄여 ‘카툭튀’ 완화 기대
슈퍼 QPDㆍ테트라 스퀘어드 픽셀 등 첨단 기술 대거 적용

▲업계 최소인 0.56㎛(마이크로미터) 크기의 픽셀 2억 개를 적용한 이미지센서 ‘아이소셀(ISOCELL) HP3’ 이미지 (사진제공=삼성전자)

삼성전자가 이미지센서 투자ㆍ개발을 지속하며 시스템반도체 분야에서 입지를 넓히고 있다.

23일 삼성전자는 업계 최소인 0.56㎛(마이크로미터) 크기의 픽셀 2억 개를 적용한 이미지센서 ‘아이소셀(ISOCELL) HP3’를 공개했다. 삼성전자는 연내 양산될 예정인 이번 제품을 통해 이미지센서 시장을 선도한다는 전략이다.

임준서 삼성전자 시스템LSI사업부 센서사업팀장 부사장은 “2019년 업계 최초로 1억 화소 이미지센서 시대를 열었고 지난해 2억 화소 이미지센서도 최초로 출시하는 등 초소형 픽셀 기술력을 통해 시장의 트렌드를 선도하고 있다”며 “이번 HP3 신제품을 통해 사용자 경험 혁신을 지속해 나가겠다”고 밝혔다.

크기 줄이고 강력해진 아이소셀…카툭튀도 줄인다

▲삼성 '갤럭시 S22 울트라' 자급제 전용 색상 모델 이미지 (사진제공=삼성전자)

이미지센서는 ‘4차 산업혁명의 눈’으로 불리는 시스템반도체로 카메라 렌즈로 들어온 빛을 디지털 신호로 바꿔 이미지를 생성하는 역할을 한다.

‘아이소셀 HP3’는 1.4분의 1인치 규격으로 픽셀 크기를 기존 제품 대비 12% 줄였다. 특히 모바일기기에 들어가는 카메라 모듈 크기를 최대 20%까지 줄일 수 있게 돼 스마트폰의 ‘카툭튀’(돌출된 카메라)를 완화할 것으로 기대된다.

HP3에는 2억 개의 화소 전체를 활용하는 위상차 자동 초점 기술 ‘슈퍼 QPD’(Quad Phase Detection)가 적용됐다. 또 이미지센서 전 화소를 활용해 초점을 잡을 수 있어 이미지 전 영역에서 선명한 화질을 제공한다.

아울러 영화 촬영 수준의 ‘시네마 카메라’ 성능을 구현했으며 사진 촬영과 동일한 화각에서 초고해상도 8K 영상 촬영을 지원하는 것이 큰 특징이다. 향상된 ‘스마트 ISO 프로’ 기술로 색 표현력은 약 64배 개선됐다.

밝은 곳과 어두운 곳의 조도 차이가 큰 부분이 혼재된 상황에서는 노출 시간이 다른 프레임 3장을 합성해 깨끗하고 생생한 이미지를 제공하는 ‘스태거드 HDR’(Staggered High Dynamic Range) 기능도 지원한다.

이 밖에 조도 조건에 따라 4개 또는 16개의 인접 픽셀을 하나로 묶어 촬영하는 독자기술 ‘테트라 스퀘어드 픽셀’(Tetra2Pixel)도 적용됐다. 이 기술은 저조도 환경에서 인접한 픽셀을 묶어 수광 면적을 4배, 16배로 확대해 더욱 선명한 이미지를 제공한다.

초미세ㆍ초고화소 이미지센서로 시스템반도체 비전에 ‘성큼’

▲삼성전자의 2억 화소 아이소셀 이미지센서로 만든 초대형 고양이 인쇄물 (사진제공=삼성전자 뉴스룸)

삼성전자는 초미세 픽셀 기반 초고화소 이미지센서 제품을 꾸준히 출시하며 글로벌 1위 업체인 일본 소니를 맹추격하고 있다.

시장조사기관 TSR(테크노시스템리서치)에 따르면 올해 상반기 삼성전자의 모바일 이미지센서 시장점유율은 지난해보다 2.2%p(포인트) 상승한 30.2%로 전년 대비 3%p 하락한 소니와의 격차를 더 좁혔다.

삼성전자는 지난해 9월 0.64㎛ 크기의 2억 화소 제품을 세계 최초로 공개하는 등 미세공정 기술력을 축적해왔다. 이를 통해 초미세ㆍ초고화소 이미지센서 분야의 기술 리더십을 강화한다는 전략이다.

업계에서는 스마트폰 제조사 간 카메라 스펙 경쟁과 고사양ㆍ고화소 카메라를 원하는 소비자의 니즈(요구)에 따라 고화소 모바일 이미지센서에 대한 수요는 지속 증가할 것으로 보고 있다.

특히 1억 화소 이상의 초고화소 이미지센서는 올해 약 1억2000만 개가 스마트폰 카메라에 채용되며 2025년에는 2억 개까지 증가할 것으로 예상된다. 삼성전자가 작년에 개발한 제품에 이어 HP3의 본격 양산을 시작하면 이미지센서 시장에서의 영향력은 더욱 커질 전망이다.

무엇보다 모바일 애플리케이션프로세서(AP)와 함께 이미지센서 집중 육성으로 시스템반도체 분야에서 정상에 오르겠다는 삼성전자의 ‘시스템반도체 2030 비전’이 가속할 것으로 보인다.

삼성전자 관계자는 “이미지센서의 지속적인 개발과 매년 끊임없는 제품 출시는 시스템반도체에서 경쟁력을 높이기 위한 일환”이라며 “앞으로도 이미지센서의 공급처 확대와 고객사 확보를 위해 지속 힘쓸 것”이라고 말했다.