[이코노믹리뷰=최진홍 기자] 삼성전자의 이미지 센서 로드맵이 점점 날카로워지고 있다. 단순한 이미지 센서 기술을 넘어 인공지능을 기술까지 적극 도입할 가능성이 높아지고 있다. 이미지 센서는 카메라 렌즈를 통해 확보되는 정보를 디지털 신호로 바꿔주는 기술을 담고 있다.

글로벌 CMOS 이미지 센서 시장은 소니가 주도하고 있다. 지난해 28.3%의 점유율로 1위를 지키고 있으며 삼성전자는 25%로 추격하고 있다. 그러나 매출 기준으로 보면 소니는 52.2%의 점유율로 사실상 시장을 지배하고 있다.

삼성전자는 지난해 중국 상해에서 개최된 '모바일 월드 콩그레스(MWC)상하이 2017'에 참가해 이미지 센서 아이소셀(ISOCELL) 브랜드를 공개하며 본격적인 추격전의 시작을 알렸다. 아이소셀은 브라이트(Bright)와 패스트(Fast), 슬림(Slim), 듀얼(Dual) 4가지로 꾸며졌다. 브라이트는 저조도 환경에서 밝고 선명한 사진을 찍을 수 있도록 색 표현력을 높이고 노이즈를 최소화 한 제품이며 패스트는 오토포커스 기능을 강화했다. 슬림은 최소 픽셀 사이즈를 적용했으며 듀얼은 듀얼 카메라에 최적화돼 있다.

지난해 11월에는 신규 라인업도 추가했다. 듀얼픽셀(Dual Pixel)과 테트라셀(Tetracell) 등 첨단 기술을 적용한 초소형 고화질 이미지 센서다.

아이소셀 패스트(ISOCELL Fast) 2L9는 빠르고 정확한 자동초점을 제공하는 듀얼픽셀 기술을 적용했다. 삼성전자는 미세 공정 기술을 통해 픽셀 크기를 기존 1.4 마이크로미터(㎛.100만분의 1m)에서 1.28 ㎛로 줄여 사이즈 경쟁력을 확보했다고 밝혔다. 듀얼픽셀에 집적된 2개의 포토 다이오드간 위상차를 이용해 피사체와 배경을 구분해 낼 수 있어 이미지 센서 1개로도 아웃포커스 기능을 구현할 수 있다.

테트라셀의 아이소셀 슬림(ISOCELL Slim) 2X7은 픽셀크기 1.0㎛의 벽을 깨고 픽셀을 0.9㎛ 까지 줄인 초소형 픽셀 이미지 센서다. 픽셀 간섭현상으로 정확한 색 재현이 어렵다는 단점을 극복하기도 했다. 픽셀 사이에 물리적 벽을 형성하는 DTI(Deep Trench Isolation) 공법을 적용해 픽셀 간 간섭을 차단하고 빛을 받는 면적은 더욱 넓혀 색 재현성을 높이는데 성공했다. 또 칩 설계 기술을 통해 이미지 품질에 영향을 주는 노이즈(Noise) 발생도 최소화했다.

올해 5월에는 아이소셀 슬림 3P9을 공개했다. 제조사의 카메라 개발기간을 단축시킬 수 있는 솔루션인 ‘아이소셀 플러그 앤 플레이’를 탑재한 것이 특징이다. 아이소셀 슬림 3P9은 후면 카메라에 적용된 ‘아이소셀 플러그 앤 플레이’솔루션은 이미지센서, 카메라 렌즈, 엑추에이터(렌즈를 상하좌우로 이동)등 하드웨어와 소프트웨어를 사전에 튜닝한 턴키 모듈이다.

세트 제조사들은 스마트폰 카메라를 개발하는 과정에서 모듈을 구성하는 부품을 선정한 후, 화질 최적화를 위해 모듈과 모바일 프로세서 사이에 복잡한 이미지 튜닝 작업을 한다. 다만 삼성전자는 이런 작업들을 자체적으로 사전에 완료한 후, 국제 공인 화질 평가 기관인 VCX(Valued Camera eXperience)에서 평가한 최적화 소프트웨어 셋팅 값을 제공한다.

카메라 튜닝 과정에서 발생 가능한 문제점을 사전에 검출, 제조사의 불필요한 개발 지연을 막을 수 있는 기술력도 보여주고 있다. 테트라셀(Tetracell) 기술도 적용해 저조도 환경에서도 고품질의 이미지를 구현할 수 있게 했다.

6월에는 아이소셀 플러스가 등장했다. 기존 아이소셀 기술의 업그레이드 모델이다. 구조설계를 개선하고 후지필름의 신소재를 적용함으로써 광 손실을 최소화해 이미지센서의 성능을 높일 수 있는 기술이라는 설명이다. 삼성전자는 기존 메탈 구조를 신소재로 대체함으로써 픽셀 간 간섭현상을 억제하면서도 광 손실을 획기적으로 줄여 색 재현성을 높였다. 카메라 감도를 최대 15%까지 향상시켜 어두운 곳에서도 더 밝고 선명한 이미지를 촬영할 수 있게 했다.

최근 스마트폰 업계는 다수의 카메라를 지원하는 단말기 출시에 나서고 있다. 삼성전자는 갤럭시S10에 총 5개 카메라를 탑재하는 방안을 검토하고 있으며 화웨이는 이미 P20 프로에 4개의 카메라를 탑재했다. 이를 중심으로 자동차 전장사업을 비롯한 다양한 플랫폼에 이미지 센서 기술 수요가 늘어날 것으로 보인다.

삼성전자의 이미지 센서 기술은 메모리 반도체 D램을 중심으로 전개된다. 업계에서는 이미지 센서가 외부의 데이터를 디지털로 변환해 저장하며 인공지능 기술력을 담아낸다면 폭발적인 성장이 가능하다는 설명이다. 삼성의 행보에 시선이 집중되는 이유다.