- 향후 6억화소 이미지센서 개발 목표
- AR·VR·노트북 등으로 응용처 확대 추진

[디지털데일리 김도현 기자] 삼성전자가 이미지센서 기술 강화를 이어간다. 세계 최초 2억화소 벽을 돌파한 데 이어 사람 눈(최대 5억7600만화소) 이상 화소수 구현에 나선다.

17일 시장조사기관 TSR에 따르면 올해 1억화소 이상 이미지센서 시장 규모(수량 기준)는 7200만개로 추정된다. 오는 2026년 1억3200만개로 연평균 22% 내외 성장률을 보일 전망이다.

이미지센서는 카메라 렌즈를 통해 들어온 빛을 전기신호로 변환해 처리 장치에 전달하는 반도체다. 사람이 눈으로 본 빛을 뇌로 전달하는 것과 비슷한 원리다. 스마트폰 등 여러 정보기술(IT) 기기에서 ‘눈’ 역할을 한다.
삼성전자는 지난 2019년 업계 처음으로 1억화소가 넘는 이미지센서를 내놓았다. 이후 2021년에는 첫 2억화소 제품인 ‘아이소셀HP1’를 출시했다. 작년 6월 ‘아이소셀HP3’, 올해 1월 ‘아이소셀HP2’ 등을 연이어 선보이면서 2억화소 라인업은 확대했다.

특히 HP2는 이달 초 공개된 ‘갤럭시S23울트라’에 탑재돼 많은 관심을 받았다. HP2는 듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트 기술이 적용돼 전하저장용량을 HP1, HP3 대비 최대 33% 높인 것으로 전해진다.

삼성전자 센서사업팀 픽셀개발팀 이경호 상무는 “(듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트는) 포토다이오드에 축적한 많은 양의 전하를 2개 게이트를 통해 회로에 효율적으로 전달하는 기술”이라며 “잔상 없는 이미지와 높은 밝기의 범위(다이내믹 레인지)를 구현할 수 있게 한다”고 설명했다.
조도 조건에 따라 4개 또는 16개의 픽셀을 묶어 수광 면적을 확대하는 테트라 스퀘어드 픽셀 기술도 활용됐다. 이를 통해 어두운 날씨 또는 실내와 같은 저조도 환경에서도 선명한 사진 촬영이 가능케 했다.

퀄컴과 협업도 갤럭시S23울트라 카메라 성능 향상에 긍정적인 영향을 미쳤다. 해당 제품의 애플리케이션프로세서(AP)인 퀄컴 ‘스냅드래곤8 2세대’에는 인지적 이미지 시그널 프로세서(ISP)가 장착됐다. 이는 실시간으로 시맨틱 분할이 가능해져 포토샵 레이어 기능처럼 여러 부분을 분할해 하나의 이미지로 만들 수 있다. 시맨틱 분할은 인공지능(AI) 신경망 기반으로 카메라가 얼굴, 옷, 하늘 등을 인식하고 개별적으로 최적화하는 기술을 의미한다.

삼성전자는 이미지센서 한계에 도전할 계획이다. 이 상무는 “사람 눈 이상을 추구하고 있다. 궁극적인 목표는 모바일 기기 사용자들이 소중한 순간들을 마치 눈으로 보는 것처럼 생생하고 선명하게 기록하는 카메라 경험을 누릴 수 있도록 하는 것”이라고 전했다.
아울러 스마트폰 외에 다른 분야로 이미지센서 사업을 확장할 방침이다. 이미 차량용 제품을 글로벌 기업에 공급 중이다. 이에 대해 삼성전자는 “증강현실(AR), 가상현실(VR), 노트북, 태블릿 PC 등을 위한 신제품을 준비 중”이라고 언급했다.

한편 시장조사기관 카운터포인트리서치에 따르면 지난해 전 세계 스마트폰용 이미지센서 시장점유율 순위에서 일본 소니가 54%로 1위를 차지했다. 전년대비 5%포인트 올라 선두 자리를 공고히 했다. 최대 고객인 애플의 아이폰 판매가 호조를 보인 덕분이다.

2위 삼성전자는 점유율 29%로 전년대비 1%포인트 하락했다. 삼성전자는 화소수 등 기술 경쟁력을 내세워 소니 추격을 이어가고 있다.