'카툭튀' 거슬렸던 삼성, 또 줄였다…0.64㎛ 기술의 해법

최신 스마트폰의 '카툭튀'(카메라가 툭 튀어나왔다는 뜻의 신조어) 고민을 덜어주는 기술을 삼성전자가 또 내놨다. 삼성전자는 10일 업계에서 가장 작은 픽셀 크기의 0.64㎛(마이크로미터, 1㎛는 100만분의 1m) 5000만 화소를 활용한 이미지센서 '아이소셀 JN1'을 출시했다. 2019년 0.7㎛ 픽셀 이미지센서를 선보인 지 2년만이다.

초소형 픽셀 이미지센서는 같은 공간에 더 많은 화소를 담을 수 있고, 제품 디자인을 더 얇게 할 수 있어 최신 고화소 스마트폰 카메라에 필수적이다.


'아이소셀 JN1'은 기존보다 크기가 작은 1/2.76인치 옵티컬 포맷의 고화소 이미지센서다. 픽셀 크기가 0.64㎛로 픽셀 1개의 면적이 기존 0.7㎛ 픽셀의 이미지센서보다 16%가량 줄어 모듈의 높이를 약 10% 줄일 수 있다. 그만큼 스마트폰의 카메라가 튀어나오는 돌출 현상을 최소화할 수 있는 셈이다.

크기는 작아졌지만 성능은 더 개선됐다. 일반적으로 이미지센서 픽셀 크기가 작아질수록 빛을 받아들이는 면적이 줄어들어 촬영한 이미지의 품질이 낮아진다. 따라서 픽셀 크기를 줄이면서도 성능은 향상시키는 것이 이미지센서 기술의 핵심이다.

삼성전자는 어두운 곳에서도 더욱 선명한 이미지를 촬영할 수 있도록 픽셀이 받아들이는 빛의 손실과 픽셀 간 간섭현상을 최소화한 '아이소셀 2.0'의 설계를 최적화해 '아이소셀 플러스'보다 감도를 16% 개선했다.


터널 입구처럼 밝고 어두운 부분이 동시에 있는 환경에서 높은 감도의 이미지와 낮은 감도의 이미지 데이터를 활용해 폭넓은 명암비를 제공하는 '인터신 HDR(하이다이나믹레인지)' 기능과 화소수가 같은 '슈퍼 PD' 이미지센서보다 자동 초점에 활용하는 픽셀 수를 2배 늘려 60% 적은 광량에서도 빠르게 초점을 잡는 '더블 슈퍼 PD' 기능도 적용했다. '더블 슈퍼 PD' 기능이 탑재된 것은 이번이 처음이다.

삼성전자가 출시한 업계 최초 0.64㎛ 센서 '아이소셀 JN1'. /사진제공=삼성전자

삼성전자는 개발 초기부터 카메라 렌즈, 모듈 제조사와 협력해 '아이소셀 JN1'이 1/2.8인치 제품과 호환될 수 있도록 했다. 모바일 기기의 전면과 후면부 광각·초광각·망원 카메라 등에 많이 탑재되는 1/2.8인치 제품의 렌즈, 모듈 등과 호환되기 때문에 스마트폰 등의 제조사들이 손쉽게 '아이소셀 JN1'을 활용할 수 있다.

이미지센서 부문은 삼성전자가 2019년 발표한 2030년 시스템반도체 시장 1위 전략에서 파운드리(반도체 위탁생산)와 함께 핵심적인 공략 분야다. 파운드리 시장에서는 대만의 TSMC가, 이미지센서 시장에서는 일본의 소니가 압도적인 업계 1위 점유율을 지키고 있다. 삼성전자는 두 시장에서 모두 2위 업체지만 최근 이미지센서 시장에서는 가파른 성장세를 보이면서 소니 추격의 고삐를 바짝 죄기 시작했다.

특히 지난해 매출 성장률이 22.3%로 이 기간 전세계 이미지센서 시장 성장률(10.2%)의 2배가 넘는 성과를 냈다. 시장조사업체 옴디아에 따르면 소니와 삼성전자의 시장점유율 차이는 2019년 35.1%에서 지난해 28.3%로 줄었다.

이미지센서 시장은 전장시장 확대 등 4차 산업혁명과 맞물려 폭발적으로 성장할 분야로 꼽힌다. 시장조사기관 IC인사이츠는 전세계 이미지센서 시장 규모가 2020~2025년 연평균 12%의 성장세를 이어가면서 2025년 336억달러까지 확대될 것으로 전망했다. 이 가운데 모바일 이미지센서 시장만도 2020년 116억달러에서 2025년 157억달러로 연평균 6.3%의 성장세를 보일 것으로 봤다.

장덕현 삼성전자 시스템LSI사업부 센서사업팀 부사장은 "삼성전자는 0.64㎛ 픽셀부터 1.4㎛까지 다양한 픽셀 크기의 이미지센서 제품을 제공하고 있다"며 "이미지센서 혁신을 계속해 모바일 제조사와 소비자들이 원하는 솔루션을 모두 제공해 나가겠다"고 말했다.