"이미지센서도 초격차"…삼성전자, 2억 화소 시대 열었다

업계 최초 0.64㎛ 픽셀 2억개 탑재한 모바일기기용 '아이소셀 HP1' 출시
16개 인접 픽셀을 조합하는 '카멜레온셀' 신기술 처음 적용
업계 최소 크기 듀얼 픽셀 이미지센서 '아이소셀 GN5'도 공개

삼성전자 모바일 이미지센서 '아이소셀 HP1'[사진제공=삼성전자]

[아시아경제 김흥순 기자] 삼성전자 가 스마트폰 카메라의 눈 역할을 하는 이미지센서 시장에서 업계 최초로 2억 화소 시대를 열며 기술 ‘초격차’를 확보했다.

삼성전자 는 0.64㎛(마이크로미터) 픽셀 2억개를 탑재한 모바일 이미지센서 ‘아이소셀 HP1’ 신제품을 출시한다고 2일 밝혔다. 2019년 관련 업계 최초로 1억800만 화소의 이미지센서를 출시한 뒤 2년 만에 가장 먼저 2억 화소 제품을 내놓은 것이다.

이미지센서는 카메라 렌즈를 통해 들어온 빛을 디지털 신호로 변환하는 반도체다. 고화소 이미지센서를 탑재하면 선명하고 깨끗한 사진 촬영이 가능하고 이미지를 확대해도 화질이 깨지지 않는다는 장점이 있다. 또 사진을 보정해도 화질 저하가 발생하지 않는다. 2억 화소 제품은 언제 어디서나 밝고 선명한 사진 촬영과 피사체를 정확하게 포착할 수 있는 제품을 원하는 스마트폰 사용자들의 요구를 반영한 것이라고 삼성전자 는 설명했다.

삼성전자 는 메모리와 파운드리(반도체 위탁생산) 사업을 통해 확보한 초미세 공정 기술을 이미지센서에 접목했다. 단순히 2억개 이상의 픽셀을 하나로 만드는 데 그친다면 이미지센서가 크고 두꺼워져 한정된 규격의 스마트폰에 탑재하기 어렵다. 그래서 작은 픽셀을 많이 넣으면서 화질이 떨어지는 문제를 극복할 수 있는 ‘카멜레온셀’ 기술을 처음으로 적용했다.

삼성전자 가 독자 개발한 이 기술은 작은 픽셀로 보다 많은 빛을 받아들일 수 있도록 촬영 환경에 따라 4개 혹은 16개의 같은 색상 픽셀끼리 조합하는 것이 특징이다. 픽셀 16개를 한 개처럼 사용하면 2.56㎛ 픽셀을 사용하는 것과 동일한 성능을 낼 수 있다고 한다. 빛이 충분할 때는 0.64㎛ 미세 픽셀을 활용하고, 야간이나 실내처럼 어두운 환경에서는 1.28㎛나 2.56㎛ 픽셀처럼 빛을 받는 면적을 넓혀 밝고 선명한 사진 촬영이 가능하다는 것이다.

삼성전자 모바일 이미지센서 '아이소셀 HP1'(오른쪽)과 '아이소셀 GN5'[사진제공=삼성전자]

시장조사기관 TSR에 따르면 전 세계 1억 화소 이상의 초고화소 이미지센서 시장은 수량 기준 올해 5200만개에서 연평균 32.4%씩 성장해 2025년 1억6000만개에 달할 것으로 예상된다. 같은 기간 매출액은 7억1750만달러(약 8300억원)에서 16억달러(약 1조8500억원) 규모로 증가할 전망이다. 현재 1억 화소 이상 이미지센서 기술을 보유한 곳은 삼성전자 가 유일하며 관련 제품을 삼성전자 무선사업부와 샤오미, 레노보-모토로라 등 스마트폰 제조사에 공급하는 것으로 알려졌다.

이날 삼성전자 는 1.0㎛ 픽셀 5000만개를 탑재한 업계 최소 크기의 ‘듀얼 픽셀’ 이미지센서 ‘아이소셀 GN5’도 출시했다. 듀얼 픽셀은 빠르게 움직이는 사람이나 물체를 정확하게 포착하는 자동초점을 구현하는 데 유용하다. 픽셀 하나에 빛을 모으는 포토다이오드 두 개를 탑재해 초점을 맞추는 정확도를 높인 방식이다.

삼성전자 는 피사체의 좌우 위상차(두 개의 눈이 하나의 사물을 각각 응시할 때의 격차)만 측정하는 기존 듀얼 픽셀 기술을 넘어 상하좌우 위상차를 모두 측정하는 ‘듀얼 픽셀 프로’ 기술을 이 제품에 적용해 자동초점 성능을 강화했다.

장덕현 삼성전자 시스템LSI사업부 센서사업팀 부사장은 "초소형 이미지센서에서의 고감도 촬영을 위한 기술적 난제를 극복하기 위해 독보적인 기술을 확보해 나가고 있다"며 "한계를 뛰어넘는 고화소 아이소셀 HP1과 한 차원 높은 자동초점 기능을 탑재한 아이소셀 GN5는 차세대 모바일 기기의 카메라 트렌드를 선도할 제품"이라고 강조했다.

김흥순 기자 sport@asiae.co.kr