삼성전자, 초격차 기술력으로 이미지센서 강자 日 소니 잡는다

업계 최초로 2억화소 '아이소셀 HP1' 공개...초고화소 기술 리더십 강화

삼성이 유일하게 보유한 1억 화소 이상 시장 연평균 32% 고성장 전망

소니와 점유율 격차 30%대 무너지며 좁혀져…추격에 가속페달 밟나

삼성전자 모바일 이미지센서 ‘아이소셀 HP1’(오른쪽)과 ‘아이소셀 GN5’.ⓒ삼성전자

삼성전자가 업계 최초로 2억 화소대의 이미지센서를 선보이면서 초격차 기술 경쟁력을 바탕으로 업계 1위 소니를 뛰어 넘겠다는 각오다. 이미 초고화소 기술력은 입증된 터라 높은 기술력을 시장 점유율 확대로 연결시키느냐가 관건이 될 전망이다.

3일 반도체업계에 따르면 삼성전자가 전날 업계 최초로 '2억 화소'의 벽을 뛰어넘은 모바일 이미지센서 '아이소셀 HP1'를 공개하면서 향후 소니와의 이미지센서 주도권 경쟁이 한층 치열해질 전망이다.

'아이소셀 HP1'은 0.64마이크로미터(μm·1m의100만분의 1로0.001mm) 픽셀로 크기를 최소화해 이미지센서 크기를 줄여 작은 기기에도 탑재할 수 있게 하면서도 2억 화소로 카메라 성능은 향상시킬 수 있도록 했다.

삼성전자는 지난 2019년 8월 업계 최초로 1억800만화소의 '아이소셀 HMX'를 선보인데 이어 2년만에 다시 업계 최초로 2억 화소의 벽까지 뛰어 넘은 제품을 내놓은 것이다.

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지난 2002년 이미지센서 시장에 진출한 뒤 초고화소 기술 개발을 주도하고 있는 삼성전자로서는 연이은 초고화소 기술력 구현으로 시장에서의 기술 리더십이 한층 강화될 전망이다.

시장조사업체 TSR에 따르면 삼성전자는 1억화소 이상의 제품을 삼성전자 무선사업부와 샤오미, 레노보-모토로라 등에 공급하고 있으며 향후 오포와 리얼미 등에도 공급할 예정이다.

특히 이번 제품에는 촬영 환경에 따라 4개 혹은 16개의 인접 픽셀을 조합할 수 있는 '카멜레온셀(ChameleonCell)' 기술을 개발, 적용했다.

이 독자 신기술은 작아진 픽셀로 빛을 충분히 못 받아들이면서 화질이 떨어질 수 있는 한계를 감안, 빛을 많이 받아들이기 위해 같은 색상의 픽셀끼리 모으는 기술로 밝을 때는 픽셀 본래 크기로 빛을 받아들이고 어두울 때는 픽셀 16개를 하나처럼 활용해 빛을 많이 받아들이는 것을 가능하게 했다.

기존 테트라픽셀(4개 활용)과 노나픽셀(9개 활용)에서 한 단계 더 진보된 것으로 16개를 하나처럼 사용하면 2.56마이크로미터의 픽셀을 사용하는 것과 동일한 성능을 낼 수 있다는 것이 회사측의 설명이다.

'아이소셀 HP1'과 함께 업계 최소 크기의 듀얼 픽셀(Dual Pixel) 이미지센서 '아이소셀 GN5'도 함깨 선보이면서 픽셀 미세화 기술력도 한층 끌어올렸다. 듀얼 픽셀은 하나의 픽셀에 좌·우 두 개의 포토다이오드를 탑재, 각각의 포토다이오드가 피사체의 위상차를 측정해 자동 초점을 구현한다.

일반적인 듀얼 픽셀 제품이 자동 초점을 맞추기 위해 피사체의 좌·우 위상차(두 개의 눈이 하나의 사물을 각각 응시할 때의 격차)만 활용하는데 이 제품에는 기존 듀얼 픽셀에서 한 단계 향상시킨 독자 기술 ‘듀얼 픽셀 프로’를 적용했다.

이를 통해 상·하·좌·우 위상차를 모두 활용함으로써 피사체에 다 빠르고 정확하게 자동초점을 맞출 수 있도록 자동 초점 성능을 한층 강화한 것이 특징이다.

초고화소 제품 및 픽셀 미세화 기술 출시 이력.ⓒ삼성전자

이러한 기술 리더십 강화가 시장 점유율 확대로 이어질 것이라는 기대감도 커지고 있다. 삼성전자는 지난 2015년 중국 옴니비전을 제치고 2위에 오른 이후 1위 일본 소니를 추격하고 있다.

TSR에 따르면 올 6월 기준 삼성전자의 이미지센서 점유율(매출 기준)은 19.8%로 1위 소니(43.9%)와는 24.1%포인트 차이를 보이고 있다.

또 다른 시장조사기관 옴디아에 따르면 삼성전자는 지난해 시장 점유율이 19.6%로 전년(17.6%) 대비 2%포인트 오른 반면 같은기간 소니는 4.8%포인트 하락(52.7％→47.9％)하면서 양사의 격차가 35.1%포인트에서 28.3%포인트로 6.8%포인트 줄었다.

소니의 점유율이 50% 밑으로 떨어지면서 몇 년간 지속돼 온 30%대의 격차도 무너진 것인데 앞으로 삼성전자의 초격차 기술 경쟁력을 감안하면 격차 폭이 더욱 줄어들 수 있다는 분석이 나오고 있다.

특히 스마트폰에 탑재되는 카메라 수가 늘어나고 여기에 초고화소 이미지센서가 탑재되면서 삼성전자의 경쟁력이 더욱 빛을 발할 것으로 보인다.

TSR에 따르면 전 세계 1억 화소 이상의 초고화소 이미지센서 시장 규모는 올해 5200만개(수량 기준)에서 오는 2025년 1억6000만개에 달하며 연평균 32.4%씩 성장할 전망이다. 같은 기간 매출액은 7억1750만달러(약 8323억원)에서 16억달러(약 1조8560억원) 규모로 늘어나며 연평균 증가율이 22.2%에 이를 것으로 보인다.

전체 시장에서 초고화소 제품이 차지하는 비중이 늘어나면 지난 2019년부터 업계에서 유일하게 1억 화소 이상의 이미지센서 제품을 공급해 온 삼성전자가 다른 업체들에 비해 점유율을 상대적으로 빠르게 끌어올릴 수 있을 것으로 업계는 보고 있다. 시장 점유율 1위 소니는 최고 수준의 해상도가 6400만 화소인 이미지센서 제품을 보유하고 있다.

업계에서는 삼성전자가 메모리반도체와 파운드리(Foundary·반도체 위탁생산) 분야에서 보유한 세계 최고 수준의 초미세 공정 기술력을 이미지센서 제품에 접목하면서 기술력을 주도하고 있는 만큼 향후 몇 년 내 시장 점유율에서도 소니를 제치고 1위로 올라서기를 기대하는 분위기다.

업계 한 관계자는 "삼성전자가 초고화소 이미지센서 기술 개발 초기부터 관련업체들과의 협업을 통해 호환성을 한층 높이는 등 생태계 구축에도 힘써 온 만큼 향후 점유율을 빠르게 끌어올릴 수 있을 것"이라며 "이미지센서가 2030년 시스템반도체 1위를 목표로 삼은 '반도체 비전 2030' 달성의 선두 주자 역할을 하기를 기대한다"고 말했다.