[뉴스워커_신년 산업기획] 삼성전자‧SK하이닉스 ‘이미지센서 시장에 출사표 던졌다’
[뉴스워커_신년 산업기획] 삼성전자‧SK하이닉스 ‘이미지센서 시장에 출사표 던졌다’
  • 염정민 기자
  • 승인 2020.01.03 05:30
  • 댓글 0
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-이미지센서 시장 점유율을 높이기 위한 측면지원 정책 검토 필요
그래픽_황성환 뉴스워커 그래픽1팀 기자
그래픽_황성환 뉴스워커 그래픽1팀 기자

[뉴스워커_신년 산업기획] 지난 12월 9일 ‘KDB미래전략연구소(이하 연구소)’는 2019년 글로벌 반도체 시장의 부진에도 불구하고, 이미지센서 시장규모는 전년과 비교하여 20.9% 증가한 159억 달러로 성장했으며 2023년에는 244억 달러까지 성장할 것이라는 시장조사기관인 ‘TSR’의 전망을 인용하면서 한국 기업들이 이미지센서의 수요 증가에 대비할 필요가 있다고 조언했다.

‘이미지센서(Image Sensor)’란 렌즈를 통해 들어온 빛을 디지털 신호로 변환하는 장치로 스마트폰의 카메라나 자율주행자동차가 도로 상황 혹은 운행 상황을 파악하기 위해 사용되는 카메라 등에 장착되고 있다.

-이미지센서 시장 급성장에 대비할 필요 있어

연구소는 2가지 이유를 들어 이미지센서 시장이 급성장할 것으로 전망했다.

첫 번째는 이미지센서 판매량 비중 60% 이상인 스마트폰용 시장에서 멀티카메라의 채용이 증가하고 있다는 사실이다.

삼성, 애플뿐만 아니라 중국의 스마트폰 제조사들도 고가 모델을 중심으로 멀티카메라를 채용하던 경향에서 벗어나 중저가 모델에도 멀티카메라를 채용하고 있기 때문에 카메라 핵심부품인 이미지센서의 수요가 증가할 수밖에 없다는 것이다.

연구소는 2016년 4.8%에 불과했던 멀티카메라 채택률이 2021년 89.6%로 폭증할 것이라는 TSR의 전망을 인용하며 이미지센서 수요가 급증할 것이라는 전망을 내놨다.

두 번째는 그리 멀지 않은 시기에 자율주행차 시대가 도래 할 것으로 기대된다는 사실이다.

자율주행차는 운전자의 개입 없이 운행할 수 있어야 하므로 자동차에 탑재된 컴퓨터가 도로 상황이나 운행 상황을 구체적이며 정확하게 인식할 필요가 있어 레이더, 라이다, 카메라와 같은 장비가 필수적이다.

즉 자율주행차 시대의 도래로 자율주행차의 판매량이 급증할 경우 카메라 장비 등에 필수적으로 장착되는 이미지센서의 수요도 동시에 급증할 수밖에 없는 것이다.

한편 연구소는 이미지센서와 D램의 제조공정이 유사하기 때문에 미세공정 기술력이 우수한 ‘삼성전자’와 ‘SK하이닉스’ 등 국내 반도체 기업에게 유리한 점이 존재하지만, 점유율 1위인 ‘소니’를 추격하기 위해서는 이미지센서 관련 기술력 확보가 시급히 필요하다고 조언했다.

특히 삼성전자의 경우 1억 800만 화소(Pixel)급 이미지센서를 개발하는 등 소니보다 높은 화소를 구현하는 기술을 확보하고 있으나 자율주행차에 사용되는 ‘ToF(Time of Flight) 이미지센서’에 요구되는 기술 개발이 시급하다고 연구소는 진단했다.

ToF 이미지센서란 레이져와 같은 빛 등을 물체에 쏜 후 반사되어 오는 시간을 측정하여 물체와의 거리를 정확하게 측정할 수 있는 장치를 의미하는데, 자율주행차나 고급 카메라에 사용되며 독일의 ‘인피니언 테크놀로지’나 일본의 소니가 판매하는 제품이 유명하다.

-삼성전자, SK하이닉스 이미지센서 전쟁에 참전

이미지센서 시장에서 소니가 1위를 독주하고 있지만 한국기업인 삼성전자와 SK하이닉스도 이미지센서 관련 역량을 향상시키면서 도전장을 내고 있다.

업계에서는 소니가 현재는 4800만 화소급 이미지센서를 생산하고 있으며 2020년부터는 6000만 화소급 제품을 출시할 예정으로 파악하고 있다.

이에 반해 삼성전자는 2019년 8월 업계 최초로 1억 800만 화소급 이미지센서인 ‘아이소셀 브라이트 HMX(ISOCELL Bright HMX)’를 선보였는데 1억 개가 넘는 화소덕분에 촬영된 사진을 확대하거나 필요한 부분을 잘라내어도 선명함을 유지할 수 있다는 평가가 나온다.

해당 제품에 적용된 ‘아이소셀 플러스’ 기술은 각 화소사이에 장벽을 만들어 각 화소사이에서 발생할 수 있는 간섭(Crosstalk)를 최소화함으로써 빛의 손실이나 색상의 번짐 등을 통해 영상이 왜곡되는 것을 방지할 수 있으므로 작은 크기의 화소로도 훨씬 우수한 성능을 발휘하도록 할 수 있다.

한편 2019년 9월 삼성전자는 업계 최초로 0.7㎛(마이크로미터) 크기의 화소로 4370만 화소를 구현한 ‘아이소셀 슬림 GH1(ISOCELL Slim GH1)’을 공개한 바 있다.

아이소셀 슬림 GH1에 적용된 화소 1개의 크기는 0.7㎛로 기존에 사용되던 0.8㎛보다 크기가 작아진 특징이 있다.

화소 1개의 크기가 기존에 비해 작아졌기 때문에 같은 4370만 화소를 구현해도 0.8㎛를 사용한 이미지센서보다 0.7㎛를 사용한 이미지센서의 두께와 크기가 작아져 카메라 모듈을 더욱 더 소형화하는 것이 가능해졌다.

최근 스마트폰에 베젤리스 디자인의 채용이 확산됨에 따라 전면 카메라를 탑재할 수 있는 공간이 작아지고 있어 카메라 모듈의 소형화에 대한 압박이 심해지고 있는데, 삼성전자의 아이소셀 슬림 GH1은 스마트폰 제조사의 압박을 덜어줄 수 있을 것으로 전망된다.

업계에서는 삼성전자가 잇달아 1억 800만 화소급과 0.7㎛ 크기의 화소를 적용한 이미지센서를 세계최초로 공개한 것에 대해 삼성전자가 보유하고 있는 우수한 미세공정 기술의 결과물로 평가하고 있으며 이미지센서 시장에서 삼성전자의 추격이 본격화된 것으로 보고 있다.

한편 SK하이닉스는 최근 1600만 화소급 이미지센서를 생산하고 있으며 2020년 4800만 화소급 제품을 출시할 계획으로 알려져 메모리 반도체 분야와 달리 소니와 삼성전자의 기술력에 비해 격차가 다소 존재한다는 평가가 나온다.

하지만 SK하이닉스가 2019년 9월 일본에 연구소를 개설하고 이천의 M10라인 일부를 이미지센서 생산용으로 전환하는 등 이미지센서 부분의 R&D와 생산 역량을 향상시키고 있어 후발주자이지만 승부의 결과를 예측하는 것은 쉽지 않다.

업계에서는 이미지센서 시장에서 한국 기업인 삼성전자와 SK하이닉스가 본격적인 출사표를 던졌지만 1위를 독주하고 있는 일본 기업 소니의 역량을 무시할 수 없기 때문에 쉽지 않은 싸움으로 전망하고 있다.

그런데 소니는 순수 일본기업의 역량만으로 성장한 것이 아니라 2015년 10월 벨기에의 ‘Softkinetics Systems’를 인수하여 ToF 이미지센서 관련 기술을 습득하는 등 자사의 부족한 역량을 해외에서 보충하는 전략으로 역량을 급격히 성장시킨 바 있다.

업계에서는 삼성전자와 SK하이닉스 또한 소니의 사례에서처럼 부족한 기술을 해외기업의 인수 합병이나 협력을 통해 보완하는 것이 가능하므로 필요한 경우 이를 측면 지원할 수 있는 정책이나 제도의 검토를 요청하고 있다.


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