IR52 장영실상 수상의 영예를 안은 극미세 픽셀 이미지센서 ‘아이소셀 브라이트 GD1’

지난 11월 22일, 과학기술정보통신부에서 주최하는 ‘IR52 장영실상 시상식’에서 삼성전자가 개발한 스마트폰 카메라용 극미세 픽셀 브라이트 이미지센서 ‘아이소셀 브라이트 GD1(S5KGD1S)’이 ‘IR52 장영실상’을 수상했습니다.

이번 장영실상을 수상한 ‘아이소셀 브라이트 GD1’은 세계 최초로 0.8㎛ 픽셀을 사용해 3,200만 화소를 지원하는 고성능 이미지센서입니다. 기존 2,400만 화소 대비 33% 이상 화소를 끌어올려 더욱 선명한 이미지를 구현하는 것이 특징입니다.

이날 사업부를 대표해 IR52장영실상 시상식에 참석한 개발의 주역들, 삼성전자 DS부문 System LSI사업부의 김범석 마스터, 최정희 님, 고주현 님, 김영규 님, 박동혁 님을 만나 장영실상 수상 제품의 개발 스토리를 들어봤습니다.

Q. 제품 개발 시 중점을 둔 부분이 있다면 무엇인가요?

이제 스마트폰을 선택하는 중요한 기준 중 하나가 카메라 성능이 된 만큼, 최신 스마트폰 카메라가 지향하는 ‘More Pixel, More Camera(더 높은 화소수, 더 많은 카메라)’를 모토로 개발에 임했습니다. 1대의 스마트폰에 여러 대의 카메라를 탑재하기 위해서는 카메라 모듈 크기가 작아져야 하고, 이에 따라 이미지 센서의 크기도 점점 더 작아질 필요가 있는데요.

기존 스마트폰에 탑재된 2,400만 화소 이상 고화소 카메라는 제한된 모듈 크기로 인해 주로 후면에만 사용됐다면, 초소형 이미지센서 ‘아이소셀 브라이트 GD1’은 전면에도 고화소 카메라를 적용할 수 있을 정도로 카메라 모듈 크기를 획기적으로 줄였습니다. 이로써 스마트폰 카메라 이용자들은 전·후면 카메라에서 동일한 촬영 성능을 즐길 수 있게 된 것이죠.

Q. 0.8㎛ 픽셀이라는 극미세 단위를 구현해내기까지 어려움은 없으셨나요?

픽셀 크기를 0.8㎛까지 줄이면서도 기존 수준의 고해상·고감도 촬영이 가능하도록 유지하는 것이 관건이었는데요. 픽셀 크기가 작아질수록 픽셀 간 빛 간섭 현상이 생기기 때문에 이를 억제하는 기술이 매우 중요했고 그만큼 어려웠습니다.

저희는 신소재를 적용해 빛 간섭을 줄이는 삼성전자만의 자체 신기술 ‘아이소셀 플러스(ISOCELL Plus)’를 적용해 작은 픽셀에서도 고품질의 이미지를 구현하고 카메라 감도를 최대 15%까지 향상시키는데 성공했습니다.

더 나아가 조도 환경에 따라 최적화된 출력 모드를 지원하도록 삼성전자 자체 기술인 ‘테트라셀(Tetracell)’ 기술을 적용했습니다. 이 기술을 통해 밝은 환경에서는 각 픽셀이 독립적으로 동작해 고화질의 이미지를 촬영하고, 어두운 환경에서는 4개의 픽셀이 하나의 픽셀로 동작하여 빛을 받아 들임으로써 감도를 4배로 높인 밝고 선명한 사진을 촬영하는 것이 가능합니다.

Q. 향후 이미지센서는 어떤 방향으로 발전하게 될까요?

앞으로도 이미지센서의 픽셀 미세화 추세는 지속될 전망입니다. 삼성전자 DS부문에서는 0.8㎛ 픽셀의 3,200만 화소 제품인 ‘아이소셀 브라이트 GD1’ 이후에도 0.7㎛ 이하의 수준의 극미세 픽셀, 1억 8백 만 화소에 달하는 초고화소를 구현하는 이미지센서를 공개했는데요. 삼성전자의 최첨단 기술을 집약한 이미지센서들로 스마트폰 카메라 사용자들은 새로운 경험을 하게 될 것입니다.

Q. 마지막으로 장영실상을 수상한 소감 한 마디 부탁드립니다.

삼성전자 DS부문 System LSI사업부 Pixel개발팀 김범석 마스터

먼저 임직원들을 대표해 이 자리에 참석할 수 있어 영광입니다. ‘아이소셀 브라이트 GD1’을 개발하는 과정에 참여한 수많은 System LSI사업부 임직원들의 노고를 인정받는 의미의 상이라 모두와 함께 기쁨을 나누고 싶습니다. 이번 수상을 혁신의 발판으로 삼아 앞으로도 이미지센서 시장을 선도해나갈 수 있도록 노력하겠습니다.

지금까지 초소형 사이즈의 이미지센서 안에 집약된 삼성전자의 최첨단 기술들을 만나봤는데요. 작지만 놀랄 만큼 강한 삼성 반도체의 혁신은 앞으로도 계속됩니다!