삼성 이미지센서 '2억 화소' 벽 넘었다…"2030년 소니 추월"

삼성전자 모바일 이미지센서가 업계 최초로 2억 화소의 벽을 뛰어 넘었다.

현재 관련 업계 2인자인 삼성전자는 초격차 기술을 앞세워 10년 안에 소니를 따라잡고 선두에 오른다는 목표다. 삼성의 시스템반도체 1위 달성을 위한 중추적인 역할을 할 것으로 기대된다.

삼성전자는 진화된 이미지센서 신제품을 갤럭시 플래그십 등 차세대 스마트폰에 탑재하기 위해 협의 중이다.

■1억 화소→2억 화소, 2년 만에 극복

삼성전자는 2일 업계 최초 2억 화소 모바일 이미지센서인 '아이소셀 HP1'과 최소 크기의 듀얼 픽셀 이미지센서인 '아이소셀 GN5'를 공개했다.

아이소셀 HP1은 0.64㎛(마이크로미터) 픽셀 2억개를 1/1.22인치 옵티컬포맷 크기에 구현한 제품으로 이전 제품대비 화소 수를 85% 더 많이 탑재하면서도 옵티컬포맷의 크기 증가는 최소화한 게 특징이다. 옵티컬포맷이란 카메라 렌즈를 통해 들어오는 이미지가 인식되는 영역의 지름을 말한다.

삼성전자는 지난 2019년 메모리반도체 설계 기술과 노하우를 바탕으로 업계 최초로 1억800만 화소 이미지센서를 출시한 이후 2년 만에 다시 업계 최초로 2억 화소 제품을 출시한 것이다. 2억화소 이미지센서는 단순히 픽셀 2억개를 탑재했다는 것 이상의 의미를 가진다. 기술적으로 2억개 픽셀을 하나로 만드는 것이라면 3~4억 화소 제품도 당장 만들 수 있다.

■'더 또렷하게, 더작게' 기술 초격차

아이소셀 GN5는 1/1.57인치 옵티컬포맷에 1.0㎛ 픽셀 5000만개를 구현한 업계 최소 크기의 듀얼 픽셀 제품이다.

삼성전자는 이 제품에 듀얼 픽셀 프로 기술을 활용했다. 보통의 듀얼 픽셀 제품이 자동 초점을 맞추기 위해 피사체의 좌, 우 위상차만 활용하는 반면 이 제품은 상, 하, 좌, 우 위상차를 모두 활용해 자동 초점 성능을 훨씬 강화했다. 결정적인 찰나의 순간을 포착하는 기술로 이해하면 쉽다. 이 제품은 빛이 풍부한 곳에선 1개의 포토다이오드를 1개의 픽셀처럼 활용하는 컬러 필터 재배치 알고리즘을 통해 1억 화소의 고화질 사진도 촬영할 수 있다.

장덕현 삼성전자 시스템LSI사업부 센서사업팀 부사장은 "초소형 이미지센서에서의 고감도 촬영을 위한 기술적 난제를 극복하기 위해 독보적인 기술을 확보해 나가고 있다"고 강조했다. 최근 발표된 삼성전자 갤럭시Z폴드3에는 5개의 카메라가 탑재됐으며 차기 스마트폰에는 6개 이상이 탑재될 전망이다. 삼성전자는 후면에 6개의 카메라가 장착된 스마트폰 특허를 이미 취득했다. 이미지센서 시장은 '더 또렷하게, 더 작게' 경쟁이 심화되면서 1억화소 이상의 초고화소 시장이 급성장하고 있다. 올해 5200만개의 1억화소 이상 이미지센서가 카메라에 탑재되며 2025년에는 1억6000만개까지 증가할 것으로 예상된다. 연평균 성장률은 32.4%에 달한다. 올해 204억달러 규모의 전체 이미지센서 시장은 2024년 249억달러로, 연평균 6.8% 성장이 기대된다.

지난해말 소니의 점유율은 47.9%로 독보적이다.

삼성전자는 19.6%로 전년보다 7%p 줄였으나 격차는 여전하다. 삼성전자는 중화권과 차량용 등 신시장 진출을 발판으로 2030년 이전에 소니를 추월한다는 목표를 세웠다.

박용인 시스템LSI 전략마케팅실장 부사장(당시 센서사업팀장)은 지난 2019년 "2030년 시스템반도체 1위를 목표로 삼았지만 이미지센서는 더 빨리 달성할 것"이라고 밝힌 바 있다.

[e-mail] 김경민 기자