갤럭시S4에 탑재된 엑스모어 RS 135는 CIS 제품 가운데 최초로 ‘실리콘관통전극(TSV) 적층’ 방식이 적용됐다. 위쪽에는 90나노 공정을 적용한 후면조사형(BSI, BackSide Illumination) CIS, 아래쪽에는 65나노 공정에 240만 게이트가 집적된 로직칩으로 구성된다.

두 칩은 TSV로 연결된다. TSV는 2개 이상의 칩을 수직 관통하는 전극을 형성, 칩 간 신호를 전달하는 차세대 패키징 방식이다. 발열 및 크기 문제를 해결할 수 있는 기술로 최근 반도체 업계에서 크게 주목받고 있다. 소니는 TSV 적층 방식을 자사 CIS에 적용해 칩 면적을 크게 줄일 수 있었다. 로직칩을 따로 분리하고 보다 낮은 공정으로 생산함으로써 이미지 처리 속도도 빨라졌다. 이러한 제품을 상용화했다는 건 경쟁사 대비 최소 6개월에서 2년의 기술 격차를 가진 것이라고 CIS 업계 전문가는 설명했다. 후발 업체들은 최근 들어서야 BSI 제품을 양산하는 수준이라는 것이다.

BSI 기술은 반도체 웨이퍼 후면을 가공해 센서를 뒤집은 형태로 만들어진다. 기존 전면조사형(FSI, FrontSide Illumination) 방식과는 달리 배선 층이 아래에 있어 받아들이는 빛 손실이 매우 적다. 따라서 가용 촬영 감도 역시 높아진다. 소니는 엑스모어 RS에 한 가지를 더 곁들였다. 기존 적(R)녹(G)청(B)에 백(W)색을 더한 RGBW 화소 구조를 만든 것. W 화소를 하나 더 넣음으로써 고감도에서 나타날 수 있는 노이즈를 최대한 억제했다. 이는 빛이 부족한 실내에서 보다 선명한 사진 결과물을 얻을 수 있다는 뜻이다. 동영상 촬영 성능도 발군이다. ‘계조 확장’을 뜻하는 하이다이내믹레인지(HDR) 기능으로 보다 밝은 영상 결과물을 뽑아낼 수 있다. 엑스모어 RS의 F값(밝기를 뜻함, 낮을수록 밝음)은 2.2로 매우 낮다.