요즘은 스마트폰 카메라가 디지털 카메라 못지 않은 성능을 가지고 있습니다. 좋은 화질의 스마트폰 카메라는 좋은 휴대폰의 기본이라 생각하는 소비자가 많아 스마트폰 제조사들은 카메라 기능을 개발하는데 열🔥을 올리고 있죠. 아주 작은 렌즈를 가지고도 좋은 성능을 내는 카메라를 휴대폰에서 사용하기 위해서는 이미지 센서📸라는 반도체가 필수적입니다. 오늘의 주제, 바로 이미지 센서입니다.

💬 이미지 센서, 넌 누구니?

이미지 센서는 빛에너지를 읽어 전기에너지로 변환🔄해주는 반도체입니다. 카메라로 따지면 필름 역할🎞을 하는 부품인데요. 사진을 찍으면 렌즈를 통해 들어오는 빛에너지를 읽어 피사체의 정보를 파악하고, 이를 디지털 신호로 변경해 즉각적으로 해당 이미지를 화면에 띄워주는 역할을 합니다.

이미지 센서는 크게 CCD 이미지 센서📌와 CMOS 이미지 센서📌로 구분됩니다. CCD 이미지 센서는 전자 형태의 신호를 직접 전송하는 방식으로 노이즈가 적다는 장점👍이 있습니다. 단 CCD 방식은 전력이 상대적으로 더 많이 사용되기 때문에 주로 디지털카메라에 적용됩니다. CMOS 이미지 센서는 전압 형태로 신호를 변형하여 전송하는 방식입니다. CCD 방식보다 저렴하게 만들 수 있으며 전력 소모량도 적다는 장점이 있습니다. 또한 동영상 촬영에 CCD 보다는 CMOS 방식이 훨씬 효율적이라 스마트폰 카메라📱에는 대부분 CMOS 이미지 센서가 사용됩니다.

하지만 몇 년 전 삼성전자는 CMOS 이미지 센서를 혁신적으로 개선한 아이소셀(ISOCELL)을 개발했습니다. 아이소셀은 이름처럼 픽셀과 픽셀 사이에 벽을 만들어 서로를 격리시키는 구조입니다. 이렇게 되면 각 픽셀이 받아들이는 빛은 벽 안에 가둬지게 되어 인접한 픽셀들에게 영향을 주지 않게 됩니다. 픽셀 간 빛 간섭✨이 없어지므로 더욱 선명하고 좋은 화질을 구현할 수 있는 기술입니다. 아이소셀 기술 덕분에 렌즈 크기가 작더라도 빛을 많이, 정확하게 받아들일 수 있게 된 것입니다.

💬 이미지 센서 2대장, 소니와 삼성전자

불과 몇년 전까지만 해도 이미지 센서 분야의 1대장은 소니👍였습니다. 삼성전자가 한참 멀리 있는 2인자의 위치에서 겨우겨우 따라가는 정도였죠. 하지만 최근 들어서 삼성전자가 1등 소니를 매섭게 추격🏃‍♂️하고 있는 모양새입니다.

둘의 경쟁을 살펴보기 전에, 그동안 이미지 센서 시장이 얼마나 성장했는지를 봐야겠죠? 지난 10년간 이미지 센서 시장은 평균적으로 17% 정도의 연 성장률을 보여주며 성장했습니다. 그동안은 단순 모바일 기기의 카메라 기능에 사용되다가, 근래 들어서 자율주행, IoT, VR, AR 등 더욱 고도화된 이미지 센서를 필요로 하는 분야가 생기면서 함께 성장📈하는 모습입니다.

최근 기술적인 측면에서도, 점유율 측면에서도 삼성전자의 성장이 눈부십니다. 삼성전자는 지난해 세계 최초로 1억800만 화소의 이미지 센서를 개발했습니다. 뒤이어 올해 5월에는 0.7나노미터 크기의 초소형 픽셀을 사용한 이미지 센서를 개발해 더욱 작은 카메라를 만들 수 있게 되었습니다. 특히 삼성은 아이소셀 관련 특허와 반도체 생산에 사용되는 나노기술을 접목➕해서 이미지 센서에서 가장 앞선 기술력을 가진 기업이 되었습니다. 지난해까지 21%포인트 정도이던 소니와 삼성의 시장 점유율 차이는 올해 12%포인트로 절반 가까이 줄어들었습니다. 삼성전자는 이미지 센서 세계 1위라는 목표를 향해🎯 더욱 빠르게 달리고 있습니다.

이미지 센서 : 빛에너지를 읽어 전기에너지로 변환해주는 반도체로, CCD, CMOS 방식으로 구분된다.

이슈1 : 이미지센서 개념 이해하기

이슈2 : 이미지센서 시장 동향과 기술 현황

이슈3 : 삼성전자, 이미지센서 1위 소니 맹추격한다

이슈4 : SK하이닉스, 3차원 이미지 읽는 ToF 이미지센서 시장 뛰어든다