삼성 '업계 최소' 이미지센서 공개.."日소니 잡는다"(종합)

[이데일리 최영지 기자] 삼성전자가 화소(픽셀)를 업계 최소 크기로 구현한 이미지센서를 개발, 연내 거래처에 공급할 예정이다. 크기가 작으면서도 고화질을 구현하는 초고화소 이미지센서 시장을 선도해 전 세계 시장점유율 1위인 일본 소니를 맹추격한다는 전략이다. 올해 2억 화소 이미지센서를 탑재한 스마트폰 출시가 예상되는 만큼 삼성전자의 이미지센서 시장점유율도 확대될 전망이다.

삼성전자가 23일 공개한 ‘2억 화소’ 이미지센서 ‘아이오셀 HP3’ (사진=삼성전자)

화소·카메라모듈 크기 줄여..2억개 화소 자동 초점 기능도

삼성전자(005930)는 업계 최소인 0.56㎛(마이크로미터, 100만분의 1m) 크기 화소 2억개를 탑재한 모바일용 이미지센서 ‘아이소셀(ISOCELL) HP3’를 23일 공개했다. ‘4차 산업혁명의 눈’으로 불리는 이미지센서는 카메라 렌즈로 들어온 빛을 디지털 신호로 바꿔 이미지를 생성하는 역할을 하는 반도체다. 스마트폰과 디지털카메라를 비롯해 노트북, 자동차, 웹캠, 드론 등 카메라를 필요로 하는 모든 전자 제품에 이미지센서가 들어간다. 소니가 이 분야에서 1위를 달리고 있으며, 2위인 삼성전자는 선두 자리를 노리는 상황이다.

HP3는 지난해 9월 내놓은 ‘아이소셀 HP1’과 화소 수는 2억개로 같지만 화소 크기는 12% 줄였다. 이로 인해 이미지센서가 들어가는 카메라모듈 역시 최대 20%까지 작게 만들 수 있다. 최근 스마트폰에 탑재되는 카메라모듈 수가 늘어나고 있어, 스마트폰 제조사 입장에선 작은 크기에 성능은 강화한 이미지센서를 선호한다.

특히 화소 크기를 줄이면 통상 화질이 떨어지는데, 삼성전자는 독자 기술인 ‘테트라 스퀘어드 픽셀’을 통해 여러 개 화소가 한꺼번에 빛을 받아들일 수 있도록 해 화질을 개선시켰다.

HP3에는 전 화소 자동초점, 초고해상도 영상 촬영 지원 등 첨단기술이 집약돼 있다. 먼저 2억 화소 전체를 활용하는 위상차 자동 초점 기술인 ‘슈퍼 QPD’ 기술을 적용해 더욱 빠르고 정확하게 화면 초점을 잡을 수 있다. 삼성전자 관계자는 “순식간에 지나가는 짧은 장면을 놓치지 않기 위해서는 카메라 자동초점 기능이 중요하다”며 “이전 제품의 경우, 일부 화소에만 자동초점 기능을 부여해 모든 색감을 구분하지 못했다. 이번에는 2억 화소 전부가 자동초점 기능을 하는 동시에 색감 구분도 할 수 있어 선명한 이미지를 구현한다”고 했다.

HP3는 초당 30프레임 8K 초고해상도, 120프레임 4K 고해상도 영상을 지원해 영화 촬영 수준 ‘시네마 카메라’ 성능을 구현했다. 사진 촬영과 동일한 화각에서 초고해상도 8K 영상 촬영을 지원하는 것도 특징이다.

또 ‘스마트 ISO 프로’ 기술을 통해 색 표현력을 64배 개선시켜 4조개 색상을 구현했다. 밝은 부분과 어두운 부분이 혼재된 상황에서 다채로운 색감을 구현하기 위해서는 풍부한 색 표현력이 중요하다.

삼성전자가 2억 화소 이미지센서로 활용한 대형 인쇄물. (사진=삼성전자)

‘2억 화소 이미지센서’ 탑재 스마트폰 늘어나면 소니 제칠 수도

계획대로 연내 HP3를 업계에 공급한다면 삼성전자가 가장 먼저 2억 화소 이미지센서 양산에 착수, 초고화소 이미지센서 시장을 선점하게 된다. 현재까지 2억 화소 이미지센서를 출시한 곳은 삼성전자와 중국 옴니비전 등 두 곳뿐이다.

업계에서는 1억 화소 이상의 초고화소 이미지센서를 탑재하는 스마트폰이 점차 늘어날 것으로 보고 있다. 시장조사기관 TSR에 따르면 1억 화소 이상 이미지센서가 올해 1억 2000만개 상당 스마트폰 카메라에 탑재됐다고 분석했다. 오는 2025년에는 2억개까지 증가할 것으로 예상된다.

전체 모바일용 이미지센서 시장에서 초고화소 이미지센서 비중이 증가세를 보이는 것은 삼성전자에 호재다. TSR은 2020년 기준 전체 모바일용 이미지센서 가운데 5000만 화소 이상 이미지센서가 8%를 차지했고, 2025년에는 58% 상당을 차지할 것으로 예상했다. 특히, 1억 화소 이상의 초고화소 이미지센서의 경우 2020년 1%에서 2025년에는 11%까지 늘어날 것으로 분석했다.

모바일 이미지센서 시장점유율 확대를 발판 삼아 소니를 앞지르겠다는 게 삼성의 청사진이다. 지난해 삼성전자의 모바일 이미지센서 시장점유율은 전년 대비 2.2% 증가한 30.2%로 1위인 소니와의 격차를 좁혔다. 이 같은 약진은 고화소 이미지센서 출하 증가 영향으로 분석된다. 같은 기간 소니는 전년 대비 3.0% 감소한 50.1% 시장점유율을 보였다.

삼성전자는 최근 2억 화소 이미지센서를 활용해 빠르게 움직이는 고양이를 포착한 이미지를 구현하는 ‘고양이 프로젝트’를 진행하며 선명한 화질을 선보였다. 농구 코트 1.5배에 달하는 초대형 인쇄물을 통해 고양이 눈과 털 등 미세한 부분을 정확하고 선명하게 구현했다.

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