삼성전자 이미지센서 신제품 '아이소셀 브라이트 HM1'. 삼성전자 제공

1억800만화소짜리 괴물 카메라를 탑재한 스마트폰 ‘갤럭시 S20 울트라’가 공개되면서 삼성전자의 초고화소 이미지센서도 주목 받고 있다. 지난해 8월, 1억800만화소 이미지센서를 선보이면서 업계 최초로 ‘1억화소’의 벽을 깬 삼성전자가 6개월 만에 업그레이드된 신형 이미지센서를 내놓은 셈이다. 갤럭시 출시와 함께 초고화소 모바일 기기를 원하는 다양한 제조사들을 고객으로 확보한 삼성전자는 이로써 이미지센서 1위인 소니와의 격차도 줄일 수 있게 됐다.

삼성전자는 기존 제품보다 카메라 감도(이미지센서가 빛에 반응하는 정도)를 최대 2배 이상 향상시킨 차세대 모바일 이미지 센서 ‘아이소셀 브라이트 HM1’을 양산 중이라고 12일 밝혔다. 이 제품은 갤럭시 S20 울트라 카메라에 장착된 센서다.

모바일 이미지센서는 얼마나 작은 크기의 칩에 많은 픽셀을 심어서 화소 수를 높이느냐의 싸움이다. 하지만 무작정 픽셀 수를 늘리기만 하면 빛을 받아들이는 픽셀 크기가 극도로 작아지기 때문에 어두운 환경에선 이미지가 뭉개지는 등 한계가 뒤따른다.

HM1에는 0.8마이크로미터(㎛ㆍ100만분의 1m) 크기의 픽셀 1억800만개가 1/1.33인치(대각선 길이 12㎜) 크기의 칩 안에 박혀있다. 여기에 9개의 인접 픽셀이 하나의 큰 픽셀처럼 동시 동작하게 하는 ‘노나셀’ 기술이 내장됐다. 9개가 하나처럼 동작하다 보니 빛을 많이 받아들여 어두울 때는 밝게, 밝을 때는 더 세밀하게 이미지를 구현한다는 게 삼성전자의 설명이다. 외형상 지난해 8월 공개 후 샤오미 등에 공급된 ‘아이소셀 브라이트 HMX’와 동일한 1억800만화소 제품으로 보이지만 4개의 픽셀만 병합한 HMX에 비해 HMI은 이미지 구현 기술 측면에서 한층 더 개선된 제품이다.

4개 픽셀을 병합하는 것보다 9개 픽셀 병합 시 더 많은 양의 빛을 흡수할 수 있게 된다. 삼성전자 제공

더불어 삼성전자는 하나로 묶는 픽셀이 많을 경우 여러 픽셀로 빛이 번지는 현상을 해결하기 위해 픽셀 간 분리막을 만드는 기술도 적용했다. 이를 통해 8K 해상도 영상 촬영, 화질 저하 없이 피사체 최대 3배 확대 등도 가능하다.

시장조사업체인 TSR에 따르면 세계 이미지센서 시장(2019년12월 기준)에서 소니는 49.1%로 1위를, 삼성전자는 17.9%로 2위를 마크했다. 2030년까지 시스템반도체 세계 1위를 달성하겠다는 삼성전자에 이미지센서는 성장 가능성이 높은 대표적 제품군이다. 소니 최신 이미지센서는 아직 6,400만화소에 머무르고 있다. 업계 관계자는 “이미지센서 시장이 높은 성장률을 유지할 것으로 보이면서 삼성전자가 공격적으로 점유율 확대를 추진하고 있다”고 말했다.

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