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!

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‘아이소셀 플러스’ 기술 적용해 고감도 이미지 촬영 가능

두 제품은 삼성전자가 출시한 이미지센서 중 가장 작은 크기의 픽셀 제품으로 ‘테트라셀’ 기술을 적용해 1.6um 픽셀 크기의 이미지센서와 동일한 수준의 고감도 촬영이 가능합니다.

또한 삼성전자는 두 제품에 ‘아이소셀 플러스(ISOCELL Plus)’ 기술을 적용해 픽셀 간 간섭현상을 억제하면서도 광 손실을 획기적으로 줄여 색 재현성을 높였습니다.

‘아이소셀 플러스’는 신소재를 적용해 빛 간섭을 줄임으로써 작은 픽셀에서 고품질의 이미지를 구현한 삼성전자 자체 신기술로, 카메라 감도를 최대 15%까지 향상시킬 수 있습니다.

최근 카메라 기능이 스마트폰 제조사의 핵심 경쟁력으로 부각되며, 하나의 기기에 고화소 이미지센서를 여러 개 탑재한 ‘멀티 카메라’ 스마트폰이 속속 출시되고 있습니다.

제조사들은 멀티 카메라와 베젤리스(Bezel-less) 디자인의 큰 화면을 동시에 만족시킬 수 있는 고화질의 초소형 이미지센서를 필요로 합니다. 두 신제품 이미지센서는 초소형 픽셀 사이즈와 테트라셀 기능으로 고화질과 초소형을 동시에 구현함으로써 스마트폰 제조사에게 제품 설계의 유연성을 제공할 것으로 기대됩니다.

삼성전자 System LSI사업부 마케팅팀 허국 상무는 “스마트폰에서 새로운 사용자 경험을 제공하기 위한 초소형 고화소 이미지센서 요구가 지속적으로 늘고 있다 “며, “삼성전자의 최첨단 기술을 집약한 0.8um 픽셀 이미지 센서로 고객 만족을 높여 나갈 것”이라고 강조했습니다.

삼성전자는 ‘아이소셀 브라이트 GM1’과 ‘아이소셀 브라이트 GD1’을 연내 양산할 계획입니다.

[참고자료]

□ 이미지센서(Image Sensor)
– 카메라 렌즈를 통해 들어온 빛(영상 정보)을 전기적 디지털 신호로 변환하는 역할을 하는 반도체
* 1um(마이크로미터) : 100만분의 1미터

□ 아이소셀(ISOCELL)
– 삼성전자 이미지센서 브랜드 이름으로 특성에 따라 Fast, Slim, Bright, Dual 4가지 서브 브랜드로 구성(모바일용)

□ 테트라셀(Tetracell)
– 테트라셀은 촬영환경에 따라 어두울 때는 밝게, 밝을 때는 더욱 세밀한 이미지를 구현하는 삼성전자 이미지센서 기술
(밝은 환경에서는 각 픽셀이 독립적으로 동작해 고화질의 이미지를 촬영할 수 있고, 어두운 환경에서는 4개의 픽셀이 결합되어 하나의 픽셀처럼 빛을 받아 들임으로써 감도를 4배로 높이는 한편 노이즈도 개선해 밝고 선명한 사진을 촬영하는 기술)

□ HDR(High Dynamic Range)
– 사진을 찍을 때 밝은 곳, 중간 곳, 어두운 곳을 연속 촬영한 후 여러장의 이미지를 자동 합성해 사람의 실제 눈으로 보는 것에 가까운 밝기의 범위로 확장시키는 기술

삼성전자, 이미지센서 브랜드 ‘ISOCELL(아이소셀)’ 런칭

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