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[초점] "업계 최소 픽셀로 승부"…'2억 화소' 벽 깬 삼성, '기술'로 소니 추격

0.56㎛ 크기 픽셀 2억개 탑재한 '아이소셀 HP3' 공개…1위 소니 추격 본격화

[아이뉴스24 장유미 기자] 삼성전자가 업계 최소 픽셀 '2억 화소'를 앞세워 이미지센서(CMOS) 시장 1위인 소니를 넘어서기 위한 움직임에 본격 나섰다. 최근 제품 다변화와 신기술 등의 영향으로 이미지센서 판매량이 늘어나며 소니의 점유율을 조금씩 빼앗고 있다는 점도 긍정적인 신호로 읽힌다.

아이소셀 HP3 [사진=삼성전자]

삼성전자는 업계 최소인 0.56㎛ 크기의 픽셀 2억 개를 탑재한 이미지센서 '아이소셀(ISOCELL) HP3'를 공개하며 초고화소 이미지센서 시장 선도에 나선다고 23일 밝혔다.

◆삼성전자, '아이소셀 HP3' 연내 양산…초고화소 시장 선도

1.4분의 1인치 규격의 삼성전자 '아이소셀 HP3'는 픽셀 크기를 기존 제품 대비 12% 줄인 0.56㎛로 설계돼 모바일기기에 탑재할 카메라 모듈 크기를 최대 20%까지 줄일 수 있게 됐다.

'HP3'에는 2억 개의 화소 전체를 활용하는 위상차 자동 초점 기술 '슈퍼 QPD (Quad Phase Detection)'가 적용됐다. 좌·우, 상·하의 위상차를 이용해 보다 빠르고 정확하게 초점을 잡을 수 있다.

또 이미지센서의 전 화소를 활용해 초점을 잡을 수 있어 이미지 전 영역에서 선명한 화질을 제공한다.

'HP3'는 전 화소 자동 초점 기능과 함께 초당 30 프레임 8K 초고해상도, 120 프레임 4K 고해상도 영상을 지원해 영화 촬영 수준의 '시네마 카메라' 성능을 구현했다. 특히 이번 제품은 사진 촬영과 동일한 화각에서 초고해상도 8K 영상 촬영을 지원하는 것이 큰 특징이다.

밝은 곳과 어두운 곳의 조도 차이가 큰 부분이 혼재된 상황에서는 노출 시간이 다른 프레임 3장을 합성해 깨끗하고 생생한 이미지를 제공하는 '스태거드 HDR (Staggered High Dynamic Range)' 기능도 지원한다.

또 'HP3'에 탑재된 '스마트 ISO 프로' 기술은 저감도(낮은 ISO) 이미지를 중감도(중간 ISO) 또는 고감도(높은 ISO) 이미지와 합성해 어두운 장면을 보다 세밀하게 표현하도록 지원한다. 이전까지 저감도와 고감도 이미지를 합성했던 것과 달리 중감도 이미지도 활용할 수 있게 돼 상황에 최적화된 이미지를 제공한다.

'HP3'는 14비트(bit) 지원을 통해 이전 제품 대비 색표현력이 64배 좋아져 더욱 생동적이고 현실감 있는 화질 구현이 가능하다.

조도 조건에 따라 4개 또는 16개의 인접 픽셀을 하나로 묶어 촬영하는 독자기술 '테트라 스퀘어드 픽셀 (Tetra2Pixel)'도 적용됐다. '테트라 스퀘어드 픽셀'은 저조도 환경에서 인접한 픽셀을 묶어 수광 면적을 4배, 16배로 확대해 보다 선명한 이미지를 제공한다.

임준서 삼성전자 시스템LSI사업부 센서사업팀 부사장은 "2019년 업계 최초로 1억 화소 이미지센서 시대를 열었고, 지난해 2억 화소 이미지센서도 최초로 출시하는 등 초소형 픽셀 기술력을 통해 시장의 트렌드를 선도하고 있다"며 "이번 업계 최소 픽셀 크기의 'HP3' 신제품을 통해 사용자 경험 혁신을 지속해 나가겠다"고 말했다.

◆삼성전자 추격에 소니 바짝 '긴장'…대규모 투자로 '응수'

이미지센서는 카메라를 통해 들어온 빛을 디지털 신호로 바꿔주는 시스템반도체로, 디지털 카메라와 스마트폰, 노트북, 자동차 등 카메라가 탑재된 모든 전자제품에 들어간다. 삼성전자에서 반도체 설계를 맡고 있는 시스템LSI사업부가 가장 심혈을 기울이고 있는 제품군이다.

모토로라 엣지 프론티어의 후면 카메라 유출 사진 [사진=웨이보]

삼성전자는 지난 2019년 업계에서 처음으로 1억 화소 이미지센서를 선보인 후 지난해 9월에 2억 화소 이미지센서 '아이소셀 HP1'을 세계 최초로 출시했다. '아이소셀 HP1'은 양산 체제를 갖춰 오는 2023년 출시될 '갤럭시S23'에도 탑재될 것으로 예상된다.

현재 삼성전자 스마트폰 최고 화소는 '갤럭시 S22 울트라'와 '갤럭시 S20', '갤럭시 S21'에 탑재한 1억800만이다. 일각에선 삼성전자가 사람 눈 수준인 5억7천600만 화소 이미지센서 개발에 나서 2025년께 시장에 출시할 것으로 보고 있다.

업계 관계자는 "삼성전자가 '갤럭시S23'에 2억 화소 카메라를 적용할 경우 카메라 스펙이 변경되는 것은 4년 만"이라며 "카메라 화소 수가 높아지면 메모리를 비롯해 각종 센서, 렌즈, 애플리케이션 프로세서(AP) 등 핵심 부품 성능도 함께 개선될 것"이라고 말했다.

0.64μm(마이크로미터) 픽셀 2억 개를 탑재한 '아이소셀 HP1'은 삼성전자 독자 기술인 '카멜레온셀'이 최초로 적용됐다. 어두운 환경에서 빛을 많이 받아들이기 위해 픽셀 16개가 하나처럼 움직여 빛을 끌어모으는 기술이다. 야경이나 어두운 실내에서도 밝은 사진을 찍을 수 있도록 돕는다.

삼성전자의 첫 2억 화소 이미지센서인 '아이소셀 HP1'은 오는 7월 공개될 '모토로라 엣지 프론티어22' 후면 카메라에 처음 적용될 예정이다. 이곳에는 같은 2억 화소인 중국 옴니비전 OVB0B도 들어간다.

이번에 공개한 '아이소셀(ISOCELL) HP3'도 샤오미, 모토로라 등 중국 스마트폰 업체에 먼저 공개될 것으로 보인다.

앞서 IT 전문 매체 폰아레나는 "삼성전자가 다음 세대 2억 화소 카메라 센서를 추가 개발하고 있다"며 "삼성전자가 이번에 개발하는 신제품은 샤오미, 모토로라 등 중국 스마트폰 업체에 공급될 것"이라고 말한 바 있다.

이에 대해 삼성전자 관계자는 "이 제품을 연내 양산할 예정"이라며 "어떤 곳에 공급이 될 지에 대해선 자세하게 밝히긴 어렵다"고 말했다.

이번 일을 기점으로 삼성전자(약 22%)는 시장 주도권 확보에 나선다는 계획이다. 글로벌 이미지센서 시장에서는 일본 소니가 점유율 약 40%로 1위를 차지하고 있다. 다만 최근 소니의 점유율은 소폭(1.3%p) 줄어든 반면, 2위와 3위인 삼성전자(0.8%p), 옴니비전(2%p)은 확대돼 눈길을 끈다. 또 2019년 소니의 점유율이 53%였다는 점과 비교하면 상당히 부진한 모습이다.

이에 소니는 최근 대규모 기술 투자를 통해 2025년까지 세계 시장 점유율 60%라는 기존 목표를 유지하고 경쟁사의 추격을 막을 것이라고 공언했다. 닛케이아시아에 따르면 소니는 올해 4천700억 엔(약 4조5천100억원)을 투자할 계획으로, 나가사키 공장의 경우 지난달 초부터 공장 증설에 나선 것으로 알려졌다. 또 자사 스마트폰에 최초로 적용될 1억 화소 이미지 센서도 개발 중인 것으로 알려졌다.

업계 관계자는 "삼성전자 이미지센서의 점유율 확대는 중저가 시장에서 가격 경쟁력을 확보한 덕분"이라며 "지난해 삼성전자가 출시한 5달러 미만 5천만 화소 이미지센서가 성장을 견인했다"고 분석했다.

스마트폰으로 고화질 사진을 찍고 싶어하는 소비자가 늘어나면서 고화질 센서 수요가 빠르게 증가하고 있다는 점도 삼성전자 입장에선 호재다. 시장조사기관 TSR 등은 1억 화소 이상 이미지센서 시장이 2025년까지 연평균 30% 이상씩 성장할 것으로 전망하고 있다.

또 애플이 차기 아이폰에 삼성전자의 이미지센서 채용을 고려하고 있다는 점도 긍정적이다. 업계에선 애플용 이미지센서는 삼성전자가 새 공정으로 내세운 17㎚(나노미터·10억분의 1m) 핀펫(FinFET)공정을 활용할 것이란 전망이다. 이를 통해 기존 대비 성능은 39%, 전력효율은 49% 개선된다는 분석이다.

경계현 사장은 올해 삼성전자 정기 주주총회에서 "이미지센서 사업은 미세픽셀 기술과 1억 화소 대중화로 지난해 매출 증가를 이뤘다"며 "올해도 기술 리더십을 지속하고 보급형 모바일로 제품 공급을 확대해 관련 사업의 일류화 기반을 구축하겠다"고 말했다.

/장유미 기자(sweet@inews24.com)


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