지난 10월 5일, 미국 실리콘밸리 미주총괄 캠퍼스에서 개최된 ‘삼성 시스템LSI 테크 데이 2023’에서 삼성전자 반도체는 300여 명의 고객사와 파트너사 관계자들을 상대로 초지능화, 초연결성, 초데이터를 가능하게 할 응용처별 최신 시스템 반도체 기술을 선보였다.

스마트 헬스 프로세서, IoT 보안 솔루션, 차세대 오토모티브 프로세서 등 미래를 이끌 차세대 시스템반도체 솔루션으로 가득했던 현장 속에서 빛났던 핵심 기술력을 더 면밀히 들여다보기 위해 삼성전자 반도체 뉴스룸이 시스템LSI 사업부 Sensor Solution팀 경규민 님과 미주법인 DSA Automotive SoC 마케팅팀 해럴드황 님을 만나 이야기를 나눴다.

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상상 그 이상, 우리의 또 다른 눈이 되어 줄 모바일 이미지센서

스마트폰 카메라 성능을 좌우하는 핵심 기술인 아이소셀 모바일 이미지센서는 우리의 또 다른 눈이 되어준다. 초고화소의 디테일로 정확한 장면을 담으면서도, 우리가 미처 바라보지 못한 구석구석을 보다 넓은 각도로 아름답게 담아낸다. 우리의 일상에 가장 밀접하게 닿아 있는 기술인 만큼, 삼성전자 반도체가 모바일 이미지센서에 기울이는 노력은 상당하다. 이번 삼성 시스템LSI 테크 데이 2023에서도 모바일 이미지센서를 향한 참관객들의 관심은 식을 줄 몰랐다. 현재 Sensor Solution팀에서 솔루션 기획 및 선행 기술 PoC (proof of concept) 개발 업무를 맡고 있는 경규민 님에게 물었다.  

Q. 이번 삼성 시스템LSI 테크 데이 2023에서 어떤 제품이나 기술을 준비했는지 소개해 달라

2억 화소 이미지센서 기반의 초고해상도 특수 줌 기술인 ‘줌 애니플레이스(Zoom Anyplace)’라는 데모 시스템 개발을 담당했다. 기존처럼 단일 제품이나 특정 기능을 전시하는 것이 아닌 토탈 솔루션을 소개하며, 고객들이 새로운 기능을 더 쉽게 이해할 수 있도록 준비했다.

Q. Zoom Anyplace는 행사 내내 참관객들의 이목을 집중시켰다. 데모를 준비하면서 가장 중점을 둔 포인트가 있었다면?

Zoom Anyplace의 핵심은 피사체를 멀리 잡을 만큼 넓은 공간에서 별도의 화질 저하 없이 사물을 자동 추적하여 최대 4배의 클로즈업 장면까지 동시에 촬영할 수 있다는 점이다. 예를 들어, 넓은 잔디밭에서 신나게 뛰어노는 아이를 찍을 때, 아름다운 잔디밭 풍경뿐만 아니라 행복한 아이의 얼굴도 4K 고화질로 동시에 촬영할 수 있다. 이번에 데모를 준비하면서 이런 성능을 작은 부스 안에서 어떻게 하면 잘 표현할 수 있을지가 관건이었고, 실제 고객들이 사용할 수 있는 상황들을 가정하여 최대한 많은 실사 촬영을 하고 영상을 만들어 표현했다.

Q. Zoom Anyplace 공간에 ‘아이소셀 HP2’가 사용된 이유는 무엇인가?

보통 아이소셀 HP2 하면, 2억 화소의 선명한 디테일을 가장 먼저 떠올리는데, Zoom Anyplace에서 아이소셀 HP2가 사용된 이유는 또 다른 장점 때문이다. Zoom Anyplace를 제대로 구현하기 위해서는 내가 원하는 사물이 어디에 있던 트레킹을 통한 확대가 가능해야 하고, 화질 저하 없는 고퀄리티의 이미지 데이터 확보를 위한 여러 이미지처리장치(ISP)가 필요한데, 아이소셀 HP2가 이 중요한 기능들을 내장하고 있기에 이번 전시에 사용됐다.

Q. 초고화소 이미지센서 기술의 탄생 배경이 궁금하다

작년 하반기에 부서에서 국내외 고객들을 대상으로 모바일 카메라 기능에 대한 니즈를 조사한 적이 있었다. 그 결과, 줌 배율을 전환했을 때 영상 품질이 균일하게 이루어지고, 여러 피사체의 동시 촬영이 가능하며, 흔들림 없는 사진과 영상을 촬영하고 싶은 니즈가 높은 것으로 분석되었다. 이런 니즈들을 해결하기 위해 연구와 개발을 거듭했고, 그렇게 탄생한 것이 초고화소 이미지센서다.

Q. 마지막으로 삼성 시스템LSI 테크 데이 2023에 참가한 소감은?

Zoom Anyplace 기술을 개발하기 위해 본사뿐만 아니라 여러 해외 연구소까지 정말 많은 노력과 시간을 기울였다. 지금 이 순간도 매우 기쁘지만, 이 기술이 상용화되어 많은 사람들이 즐겁고 행복하게 사용한다면 더 좋을 것 같다. 많은 관심과 격려 보내주셔서 정말 감사하고, 모든 분들이 항상 건강하고 행복하길 바란다.

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일상에 녹아 든 오토모티브 프로세서로 안전한 내일의 주행을 만들다

자동차는 더 이상 단순한 이동 수단만이 아니다. 이제는 집과 같이 삶의 경험을 공유하는 공간으로 변모하고 있다. 미래 모빌리티 시대가 도래한 것이다. 시동을 켜서 운전하는 행위 말고도 차량 내에서 접할 수 있는 새로운 경험은 무궁무진하다. 삼성전자 반도체는 삼성 시스템LSI 테크 데이 2023을 통해 편의성, 안전, 여기에 즐거움까지 더한 오토모티브 프로세서를 공개했다. 스마트한 주행을 도와줄 삼성전자 반도체 기술의 현주소가 궁금했다. 미주법인 DSA Automotive SoC 마케팅팀에서 근무 중인 해럴드황 님은 그 답이 ‘엑시노스 오토(Exynos Auto) V920’에 있다고 말했다.

Q. 엑시노스 오토 V920은 차세대 인포테인먼트를 주도할 새로운 오토모티브 프로세서로 주목받고 있다. 이 제품은 어떻게 탄생하게 되었는가?

탑승자를 위한 차량 내 인포테인먼트의 강화, 고급 운전자 보조 시스템의 발전, 그리고 자율 주행의 도입 등 자동차 업계의 급격한 발전과 더불어 그러한 기능들을 구현하고 뒷받침할 수 있는 전장부품의 수요 역시 급상승했다. 당시 삼성전자 반도체는 Exynos SoC 제품군이 있었으나, 일상적인 사용 요건으로는 전장 부품 기준을 만족할 수 없기에 별도로 전장용 제품군을 준비할 필요성이 있었고, 그렇게 탄생된 것이 엑시노스 오토(Exynos Auto) 제품군이다. 그중에서도 엑시노스 오토 V920은 이전 세대 제품군에 대한 고객사의 피드백을 받아들이고, 나날이 발전해 가는 업계 트렌드에 맞춰 새롭게 설계한 제품이다. 결과적으로 브랜드에 걸맞은 차량 내 인포테인먼트 요구사항과 미래를 대비하는 부분적인 고급 운전자 보조 시스템 지원에 충분한 성능을 달성할 수 있었다.

Q. 이전에 출시된 모델 대비, 엑시노스 오토 V920 제품만의 핵심적인 기술과 주요 기능에 대해 소개해 달라

일단 Arm의 최신 CPU IP를 적용해 이전 모델보다 연산성능을 한 배 반 이상 끌어올렸고, 여기에 AMD와의 협업으로 개발한 새로운 아키텍처인 Samsung GPU가 탑재되어, 그래픽 성능도 큰 폭으로 올랐다. 마지막으로 내장된 AI 가속기, NPU의 성능도 두 배 이상 올라 보다 향상된 고급 운전자 보조 시스템 지원이 가능해졌다.

Q. 이번 삼성 시스템LSI 테크 데이 2023에서 선보인 엑시노스 오토 V920으로 사용자들은 어떤 새로운 경험을 하게 될지 궁금하다

엑시노스 오토 V920은 절대적인 성능 개선과 완전히 새로운 그래픽스 처리기가 도입된 제품이기에 사용자들은 보다 빠른 응답 속도와 부드러운 애니메이션을 접할 수 있다. 뿐만 아니라, 무려 5K의 고해상도로 펼쳐지는 방대하고 넓은 디스플레이 화면과 향상된 AI 기능까지도 경험할 수 있을 것이다.

Q. 앞으로의 오토모티브 프로세서 분야는 어떤 방향으로 더 발전하게 될지 예상해 본다면?

이전까지의 전장 시스템이 분산되고 독립적인 자동차 전자제어장치 기반이었다면, 요즘의 전장 시스템은 점차 중앙집중형 통합제어기 기반으로 바뀌어 가고 있다. 다시 말해, 다수의 일반적인 칩셋에서 하나의 강력한 칩셋으로 변모해 나간다는 의미다. 차세대 엑시노스 오토 제품군을 포함한 앞으로의 전장용 반도체는 더 높은 연산 성능과 더 빠른 그래픽스 처리기, 더 강력한 AI 가속기를 보유한 단일 칩셋을 개발하는 것을 목표로 발전해 나갈 것으로 예상해 본다.

Q. 삼성 시스템LSI 테크 데이에 참가한 참관객들 혹은 삼성전자 반도체 뉴스룸 독자들에게 전하고 싶은 메시지가 있다면?

삼성전자는 언제나 기술 혁신에 앞장서 왔고, 이번 행사에서 확인한 시스템 반도체 기술과 제품들은 삼성전자 반도체의 저력을 내보인 여러 정수 중 일부이다. 참관객들이 행사에서 보여준 많은 관심은 곧 참관객들이 추후에 진행할 프로젝트의 양분으로 되돌아갈 것이라 확신한다. 더불어 삼성전자 반도체 뉴스룸을 통해 행사 데모 전시에 심혈을 기울여 지원해 주신 SAIT 연구원 여러분께 깊은 감사를 표한다.

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일상을 변화시킬 미래 기술을 위해 오늘도 도전하고 있는 삼성전자 반도체. 이제는 생성형 AI를 넘어, 선행적 AI 시대로 한 걸음 나아가야 할 때다. 삼성전자 시스템 반도체만의 혁신 기술력으로 새롭게 써 내려갈 미래를 기대해 본다.

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10월 5일(현지 시각 기준, 한국시간 6일 새벽) 미국 캘리포니아 새너제이에서 ‘삼성 시스템LSI 테크 데이 2023(이하 삼성 테크 데이)’를 개최했다. 테크 데이는 2017년부터 꾸준히 진행해 온 반도체 기술 컨퍼런스로, 새로운 반도체 신기술과 개발 계획을 소개하는 자리다.

시스템LSI 사업부와 메모리 사업부가 함께 진행했던 전년도와 달리, 올해는 사업부별로 별도의 테크 데이를 진행한다. 미래를 선도할 보다 다양한 솔루션을 선보이기 위함이다. 이번 삼성 테크 데이에서 삼성전자 반도체 시스템LSI 사업부가 소개할 핵심 기술력은 무엇일까? 생생한 현장 소식을 담기 위해 삼성전자 반도체 뉴스룸이 미국 새너제이에 위치한 미주총괄(DSA) 사옥으로 발걸음했다.

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로봇의 대중화를 위한 시스템반도체의 도약

청명한 가을 햇살이 내리쬐는 DSA 캠퍼스 앞. 테크 데이 행사를 앞두고 현장은 이른 시각부터 많은 참관객들로 북적였다. 이들은 본 행사가 시작되기 전, 입구에 놓인 ‘시스템LSI 휴머노이드 월(System LSI Humanoid Wall)’을 흥미롭게 살펴보며, 활발한 네트워킹으로 현장을 더욱 활기차게 만들었다.

한진만 미주총괄(DSA) 부사장의 환영사로 시작된 올해 삼성 테크 데이의 핵심 주제는 바로 ‘시스템LSI 휴머노이드(System LSI Humanoid)’다. 인간의 오감을 감지하는 이 ‘인간형 반도체’는 인간의 두뇌, 심장 등의 역할을 하는 반도체다. 삼성전자 반도체는 이번 행사를 통해 단순히 인간의 모습을 흉내 내는 것을 넘어, 인간의 기능에 가장 근접한 최첨단 인간형 반도체 개발 계획을 발표했다. 4차 산업혁명 시대가 도래하면서, 로봇 기술의 중요성이 나날이 커지고 있는 만큼 수많은 참관객들의 관심이 집중됐다.

‘System LSI Humanoid is around the corner’라는 주제로 키노트 연설에 나선 시스템LSI사업부 박용인 사장은 초지능화(Hyper-Intelligence), 초연결성(Hyper-Connectivity), 초데이터(Hyper-Data)를 가능하게 할 미래 시스템반도체 솔루션과 함께 그 중요성에 대해 강조했다.

박용인 사장은 연설에서 “생성형 AI는 서비스 출시 두 달 만에 1억 명의 사용자를 얻을 만큼 중요한 기술 트랜드로 자리 잡았다”며, “삼성전자 반도체는 최고의 성능과 솔루션을 구현하기 위해 ‘엑시노스 2400’과 같은 최신 SoC, 비지상네트워크 통신기술, 인간의 오감과 비슷한 기능을 가진 ‘인간형 반도체’ 구현 등을 통해 이보다 한 단계 발전된 ‘선행적 AI’ 시대로 더 나은 미래를 창조할 것이다”라는 계획을 밝혔다.

곧이어 GPU 설계 협업 소개와 더불어 ‘차별화된 GPU와 NPU 기술’, ‘미래 기술 동향’, ‘이미지센서의 진화와 기술력’ 등의 강연이 이어졌다. 여기에 ‘생성형 AI 및 대형언어모델(LLM)의 최근 동향이 컴퓨팅 플랫폼에 미치는 영향’에 대한 패널 토론을 더해, 관련 업계와 이해 관계자들이 시스템반도체에 대해 한층 더 심도 깊게 이해할 수 있는 자리를 마련했다.

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한계를 뛰어넘는 시스템반도체가 바꾸는 세상

이번 삼성 시스템LSI 테크 데이에는 초연결, 초지능, 초데이터를 위한 첨단 기술의 토대가 될 다양한 시스템 반도제 제품들도 함께 엿볼 수 있었다. 공간을 총 6개의 존으로 나누어 최첨단 시스템반도체 제품과 솔루션을 소개한 것.

전시에는 근거리 무선통신용 반도체인 ‘엑시노스 커넥트 U100’, 2억 초고화소 이미지센서 ‘아이소셀 HP2’, 외부의 불법적인 침입으로부터 개인 정보를 안전하게 지켜주는 ‘IoT Securtiy IC’ 등 다양한 차세대 시스템반도체 솔루션이 공개됐다.

특히, 2억 화소 이미지센서를 활용해 초고해상도의 특수 줌이 가능한 ‘줌 애니플레이스(Zoom Anyplace)’, 물체에 굴절이나 반사되는 빛을 추적해 사물을 실감나게 표현하는 ‘레이 트레이싱(Ray Tracing)’ 등은 현장에서 직접 시연을 선보이며 참관객들의 이목을 끌었다.

미국 실리콘밸리에서 성황리에 마무리된 ‘삼성 시스템LSI 테크 데이 2023’. 시스템LSI 휴머노이드의 길로 들어서기 위한 삼성전자 반도체의 노력을 엿볼 수 있었던 시간이었다. 이번 테크 데이를 토대로 일상을 새롭게 그려낼 삼성전자 시스템반도체의 혁신적인 미래를 기대해 본다.

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초연결 시대를 선도할 ‘제30회 대한민국 임팩테크(ImpaCT-ech) 대상’, 그 시상식 현장을 삼성전자 반도체 뉴스룸이 담아왔습니다.

이번 시상식은 과학기술정보통신부 이종호 장관의 개회사로 시작됐습니다. 그는 “오늘 이 자리를 통해 그동안의 노력과 성과를 되돌아보며 새로 도약할 자신감을 확보하는 계기가 되길 바란다”고 격려하며, “디지털 경제 가속화를 위해 향후에도 디지털 산업을 적극 지원할 계획”이라고 말했습니다.

수상의 영예를 차지한 ‘2억 화소 이미지센서’와 ‘신용카드용 지문인식 1-Chip(원칩) 패키지 솔루션’, 그 안에 집약된 삼성전자 반도체의 혁신 기술력에 대해 살펴볼까요?

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미세 픽셀 2억 개로 구현한 초고해상도의 이미지센서

2억 화소 이미지센서를 탄생시킨 주역, System LSI사업부 임직원들의 대통령상 수상 소감을 들어보았습니다.

차세대Sensor개발팀 신승철 님은 “아이소셀 HP3는 세계 최초로 0.56㎛ 픽셀을 적용함으로써 2억 화소의 장점을 더 많은 사용자가 느낄 수 있도록 하는 것이 개발의 중점이었다”며, “완성도 확보와 적기 제품 출시라는 두 가지 목표를 동시에 달성해야 한다는 어려움이 있었지만, 모든 유관 부서가 협력한 덕분에 상품화에 성공할 수 있었다”는 소회를 남겼습니다.

차세대Sensor개발팀 권민호 님 역시 “세상을 이롭게 하는 센서를 만들기 위해 포기하지 않고 여러 사람이 함께 힘을 모아 개발을 했기에 이미지센서 양산에 성공할 수 있었다”는 말로 개발에 참여한 모든 임직원들에게 감사의 인사를 전했습니다.

Sensor설계팀 이승진 님은 “미세 픽셀 기술의 발전으로 1억 화소에 이어, 2억 화소까지 삼성전자가 선도할 수 있게 되어 매우 자랑스럽게 생각한다”는 말과 함께 “초고화소 센서에 필요한 저전력/고속/고품질을 위해 개발자로서의 역할과 한계가 어디까지인지 도전할 계획이다”는 의지를 내비쳤습니다.

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세계 최초 신용카드용 지문인식 원칩(1-Chip) 패키지 솔루션

신용카드에 적용되는 지문인증 기능은 사용자의 지문 정보를 읽고 인증하여, 빠르고 편리하면서도 안전하게 결제할 수 있도록 합니다. 1-Chip(원칩) 패키지 솔루션은 지문을 인식하는 칩을 신용카드에 적용할 수 있도록 센싱 감도를 강화하고 높은 신뢰성을 구현한 솔루션입니다. 더불어 개선된 성능, 원가, 신뢰성을 바탕으로 제품의 경쟁력을 더욱 높였습니다.

특히 이번에 수상한 원칩 패키지 솔루션은 통합 칩 설계와 패키지 기술을 결합해 고객에게 새로운 경험을 제공할 수 있었으며, 새로운 응용 분야를 발굴한 점을 인정받아 ‘제 30회 대한민국(ImpaCT-ech) 대상’에서 장관상을 수상할 수 있었습니다.

AVP사업팀은 첨단 패키지 기술을 강화하고 사업부 간의 시너지를 극대화하고자 2022년 12월에 신설되었는데요. 앞으로 ‘초연결’을 목표로 여러 반도체가 가진 성능과 기능을 더해 큰 시너지를 만들어내고 독자적인 패키지 기술을 개발해 지속적으로 새로운 사업 영역과 기술 응용 분야를 발굴해 나갈 계획입니다.

초미세 픽셀 개발뿐 아니라 각 반도체 성능에 시너지를 더하는 패키지 솔루션 개발로 미래를 선도하는 혁신 기술력을 지속해서 선보일 삼성전자 반도체. 앞으로 더 놀라운 변화를 일으킬 삼성전자 반도체의 끊임없는 도전에 많은 관심 부탁드립니다.

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이미지센서가 사진과 동영상의 품질을 결정하는 스마트폰의 핵심 부품으로 주목받고 있습니다. 올해 2월, 새롭게 선보인 ‘갤럭시 S23 울트라’에 아이소셀 HP2 이미지센서가 탑재되면서, 특별한 순간을 섬세하게 기록해주는 2억 화소 이미지센서의 성능이 특히나 각광받고 있는데요. 이러한 성능을 입증하기 위해 삼성전자가 나섰습니다. 낡고 평범한 포토부스를 2억 화소 이미지센서로 해킹한 것이죠. 런던에 위치한 세계에서 가장 상징적인 옥외 광고판 중 하나를 활용한 이번 이벤트 내용은 무엇이었을까요?

삼성전자가 포토부스 즉석사진 카메라에 2억 화소 이미지센서를 설치해, 런던 피카딜리 서커스 광장에 위치시켰습니다. 포토부스를 방문한 사람들이 초고화소 사진의 디테일을 체험할 수 있도록 하기 위해서였는데요.

사진 출력을 기다리던 사람들이 받아 든 것은 사진이 아닌 “위를 보세요.” 라고 적힌 작은 카드였습니다. 그들이 위를 올려다본 순간, 놀라운 광경이 펼쳐졌습니다.

방금 찍은 사진이 세계에서 가장 상징적인 옥외 광고판 중 하나인 피카딜리 서커스 초대형 스크린에 놀라운 크기로 펼쳐지고 있었던 것이죠. 가로 약 45미터, 세로 약 18미터에 달하는 광고판에는 개성 있는 모습과 포즈들을 담은 사람들의 사진이 이어졌습니다.

특히 2억 화소 사진의 엄청난 디테일을 보여주기 위해 사진을 극단적으로 확대하기도 했는데요. 개성 가득한 표정, 눈, 미소, 장신구 등의 세밀함이 더욱 극적으로 드러났습니다. 이벤트 진행 과정과 현장의 분위기를 아래 영상을 통해 만나보세요!

이벤트에 참여한 영국의 테크 인플루언서이자 크리에이터인 GadgetsBoy는 스크린에 걸린 자신의 사진을 공유하며, “바로 이것이 앞으로의 스마트폰이 가질 수 있는 능력”이라고 말했습니다. 이처럼 참가자들은 초고해상도 이미지센서가 얼마나 더 섬세한 사진을 제공해줄 수 있는지를 직접 체험하고, 그 경험을 공유했는데요.

특히나 세계에서 가장 상징적인 옥외 광고판 중 하나를 이벤트에 활용했던 점이 크리에이터들에게는 더 특별한 경험으로 다가왔습니다. 그들은 이번 이벤트가 평생에 한 번밖에 없는 경험이라고 말하며 그 순간을 공유했고, 소셜미디어에서 뜨거운 반응을 불러일으켰습니다.

삼성전자는 앞으로도 소비자들이 소중하고 특별한 순간을 전례 없는 디테일로 기록할 수 있도록, 아이소셀 이미지센서의 혁신을 계속해나갈 계획입니다.

*표시된 모든 이미지는 제품으로 촬영된 이미지를 정확하게 재현하지 않을 수 있습니다. 일부 이미지는 디지털 방식으로 편집, 수정 또는 보정되었습니다.

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스마트폰을 구매할 때 가장 중요하게 고려하는 요소 중 하나, 바로 카메라 성능입니다. 스마트폰 카메라의 성능은 이미 전문가가 아닌 사람들도 상당 수준의 사진과 영상을 제작할 수 있는 정도로 발전해왔는데요. 이들 카메라의 성능은 이미지센서의 기술력에 달려 있다고 볼 수 있습니다. 이미지센서는 각종 전자 기기에서 사람의 눈과 같은 역할을 하는 반도체로, 렌즈를 통해 들어온 빛을 받아 이를 디지털 신호로 변환해 이미지로 보여줄 수 있도록 합니다.

삼성전자는 지난 2021년에 업계 최초로 픽셀 2억 개를 탑재한 2억 화소 이미지센서를 선보인 이래, 2022년에는 업계 최소 크기의 픽셀로 구성한 2억 화소 이미지센서를 내놓는 등, 초고화소 이미지센서 분야를 선도하는 제품을 꾸준히 출시하며 시장을 이끌고 있는데요. 2023년 1월에는 0.6㎛(마이크로미터) 크기의 픽셀 2억 개를 탑재한 이미지센서 ‘아이소셀(ISOCELL) HP2’를 출시했습니다. 아이소셀 HP2는 삼성전자 반도체의 최신 초고화소 센서 기술을 집약한 제품으로, 지난 2월 1일에는 아이소셀 HP2가 탑재된 ‘갤럭시 S23 울트라’가 공개되기도 했습니다. 꾸준한 연구개발의 결과로 탄생한 첨단 기술과 노하우를 모두 모은 아이소셀 HP2, 어떤 특징이 있을까요?

*아이소셀 HP2 보도자료 보러가기 ☞ https://bit.ly/3JCZWDT

개발과 설계, 마케팅 담당자가 직접 들려주는 아이소셀 HP2 이야기

아이소셀 HP2는 어떤 과정을 통해 탄생했을까요? Sensor사업팀 Pixel개발팀 이경호 상무, Sensor설계팀 이승진 PL, Sensor마케팅팀 최소윤 님을 만나 자세한 이야기를 들어봤습니다.

Q. 아이소셀 HP2만의 차별화 포인트는 무엇인가요? 이를 구현하기 위해 어떤 기술이 새롭게 개발됐는지도 궁금합니다.

이경호 상무: 아이소셀 HP2는 기존 갤럭시S 시리즈에 탑재되었던 1억 800만 화소 센서보다 픽셀 크기를 약 56% 정도로 줄이면서도 화질은 유지하고, 전 화소에서 Auto Focus 동작을 구현하기 위해 픽셀 저장 용량을 획기적으로 늘려야 했는데요. 이를 위해 개발된 신기술이 ‘듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트’입니다. 이는 포토다이오드에 축적한 많은 양의 전하를 두 개의 게이트를 통해 회로에 효율적으로 전달하는 기술인데요, 잔상 없는 이미지와 높은 Dynamic Range(밝기의 범위)를 구현할 수 있는 것이 장점입니다. 이 기술 개발로 반도체 분야 최고 학회 중 하나인 VLSI (Very Large Scale Integrated Circuit)에서 발표하는 영예와 함께, 삼성 논문상 수상, DS 논문상까지 수상할 수 있었습니다.

이승진 PL: 설계 관점에서는 아이소셀 HP2의 높은 화소수와 Frame rate(프레임 속도: 연속된 이미지들을 촬영하거나 재현하는 속도의 비율)을 구현하기 위해 매우 빠른 속도로 동작할 수 있는 회로 디자인이 요구되었습니다. 특히 정확한 수치를 밝힐 수는 없지만, ADC(Analog-to-Digital Conversion)의 큰 폭의 증가가 꼭 필요했는데요. 제조 공정이 미세화됨에 따라 기존의 회로 레이아웃으로는 이를 구현하는 것이 불가능했습니다. 저희 설계 담당자들은 이를 극복해낼 수 있는 기술을 고안해 아이소셀 HP2 제품에 최초로 적용함으로써, ADC 간의 불일치가 발생할 수 있는 시나리오들을 사전에 예측하고 해결할 수 있었습니다. 그 결과로 이미지센서의 성능과 신뢰성에 있어 목표한 바를 모두 달성해낼 수 있었고요.

Q. 2억 화소 이상의 초고화소 제품 개발을 위해 픽셀이 점점 미세화되고 있는데요. 높아지는 기술 난이도에도 불구하고 초고화소 제품을 계속 개발하는 이유는 무엇인가요? 초고화소의 한계점을 어느 정도로 보시는지도 궁금합니다.

이경호 상무: ‘More pixels, Epic details’ 그리고 ‘Beyond Human Eye’가 초고화소 제품을 지속해서 개발해가는 이유입니다. 사람 눈의 최대 유효 화소 수가 약 5억 7,600만 화소로 알려져 있는데, 그 이상을 추구하고 있습니다. 픽셀 미세화가 한계에 봉착했다는 말은 오래전부터 있어왔지만 삼성전자는 아이소셀 기술을 계속 발전시켜 왔고, 앞으로도 기술의 한계는 없다고 생각하고 혁신 기술을 개발해가고 있습니다. 이러한 노력을 통해, 궁극적으로 모바일 기기 사용자들이 소중한 순간들을 마치 눈으로 보는 것처럼 생생하고 선명하게 기록하는 카메라 경험을 누릴 수 있을 것으로 기대합니다.

Q. 초고화소 이미지센서 제품을 개발할 때, 화질을 평가하고 개선해 나가는 방식이 궁금합니다.

이승진 PL : 아이소셀 HP2는 2억 화소 사진 촬영은 물론이고, 5천만 화소 모드에서의 사진과 8K 비디오 촬영, 그리고 1,200만 화소 모드를 활용한 촬영과 프리뷰 지원 등 매우 다양한 촬영 모드를 지원합니다. 이를 위해 적용된 기술이 테트라 스퀘어드 픽셀인데요. 이 기술에서는 RGB Bayer Pattern 출력을 위해 픽셀들을 다시 배열하는 리모자이크(Re-mosaic) 변환 시의 화질이 매우 중요합니다. 이에 필요한 화질 평가를 철저히 하기 위해, 개발 초기 알고리즘 단계부터 전문가들과 함께 화질 평가 항목에 대한 객관화된 수치적 결과와 시인성 관점에서의 결과를 개선해 나가고 있습니다.

Q. 2억 화소의 실제 화질을 검증한 당사자로서 아이소셀 HP2의 화질을 어떻게 평가하시는지 궁금합니다.

이경호 상무: 현재까지 우리가 출시한 2억 화소 이미지센서 제품 중 최고라 말할 수 있을 것 같습니다. 미세한 픽셀 하나하나에 담을 수 있는 전자 용량을 획기적으로 늘려 2억 화소에서 가능한 최고 화질을 구현했습니다. 또 5,000만 화소와 1,200만 화소 동작 시에도 노이즈를 줄이는 아키텍쳐로 개발함으로써 밝은 환경은 물론 어두운 환경에서도 우수한 화질을 얻을 수 있습니다.

또한 2억 개의 픽셀이 모두 Auto Focus 기능에 활용되기 때문에 초점을 빠르고 정확하게 잡을 수 있고, 픽셀 당 전자 용량을 높였기 때문에 HDR 성능도 매우 좋아졌습니다.

Q. 초고화소 이미지센서가 실제 사용자들의 카메라 경험에 주는 베네핏은 무엇인가요?

최소윤 님: 가장 큰 장점은 사용자에게 사진과 영상 촬영을 위한 다양한 선택지와 경험을 제공할 수 있다는 점입니다. 2억 화소 제품은 기본 동작이 1,200만 화소 모드로, 사용자의 기호 또는 조도 환경에 따라 5,000만 화소 또는 2억 화소 이미지까지 다양하게 촬영할 수 있는 옵션을 제공합니다. 아이소셀 HP2는 2억 화소 이미지센서로서 조도 조건에 따라 인접한 4개나 16개의 픽셀을 묶어 사용할 수 있는 ‘테트라 스퀘어드 픽셀’ 기술을 지원하기 때문에 빅 픽셀 제품의 강점인 저조도 환경에서의 밝고 선명한 사진 촬영도 가능한 동시에 섬세한 디테일까지 제공합니다.

또한, 이제 4K(약 800만 화소) 시대를 넘어 8K(약 3,300만 화소) 시대가 본격적으로 열리고 있는데요. 초고화소 이미지센서로 더 밝고 화각 손실이 적은 고퀄리티의 8K 영상을 손안에서 손쉽게 촬영할 수 있습니다.

Q. 향후 초고화소 이미지센서 시장은 얼마나 성장할까요?

최소윤 님: 시장조사기관들의 예측에 따르면 1억 화소 이상의 이미지센서 시장은 올해부터 2026년까지 약 20% 이상의 연평균 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 삼성전자는 아이소셀 HM3(1억 800만 화소), HP1(2억 화소), HP3(2억 화소), HP2(2억 화소) 등의 제품 라인업을 통해 초고화소 이미지센서 시장에서 리더십을 더욱 공고히 다질 예정입니다.

Q. 앞으로 이미지센서 기술은 어떤 방향으로 발전하게 될까요? 시장에서 초고화소 제품군은 어떤 전망을 보이는지, 삼성전자의 개발 방향에 대해서도 궁금합니다.

이경호 상무: 이미지센서는 화질이 가장 중요하며, 앞으로 양자 효율을 높이기 위한 새로운 소재와 구조, 잡음을 줄이는 트랜지스터 기술, 알고리즘 기술이 개발될 것입니다. 또한, High Dynamic Range 표현력 향상, 더욱 빠른 처리 속도 구현, 나아가서 사람의 눈으로 보는 것 이상으로 선명하고 디테일한 해상도를 갖추는 기술 등이 지속 발전할 것입니다.

최소윤 님: 삼성전자 아이소셀은 빅 픽셀과 미세 픽셀의 투 트랙(Two Track) 전략을 유지하면서 시장 트렌드에 맞는 제품을 기획하고 개발하는 노력을 지속할 예정입니다. 스마트폰에 탑재되는 카메라 개수나 화소 개수는 시장 전반적으로 성장해 있는 상태이지만, 앞으로 사용자들에게 차별화된 경험을 제공하기 위해서는 같은 화소나 픽셀 사이즈이더라도 더 뛰어난 저조도 성능 및 HDR 성능이 관건이 될 것으로 예상됩니다. 이대로라면 디테일 표현뿐만 아니라 dynamic range나 색 재현력 등의 관점에서도 곧 실제 사람의 눈으로 보는 것 같은 어마어마한 이미지센서가 개발되지 않을까요?

이승진 PL: 최근 UX 관점에서의 중요한 화두는 HDR(High Dynamic Range)인데요, 이를 위해 여러 방면의 관련 기술이 연구, 개발되고 있습니다. HDR은 이미지센서에서 화소 수와 함께 가장 중요하게 꼽히는 요소이고, 앞으로도 지속적으로 성능이 향상될 것으로 예상됩니다.

Q. 앞으로 이미지센서의 응용처는 어떤 방향으로 다변화될까요? 모바일 기기, 차량 외에도 기대되는 분야가 있는지요?

최소윤 님: 앞으로 이미지센서가 사용될 응용처는 무궁무진합니다. 삼성전자의 아이소셀 라인업은 모바일 기기나 차량용 이미지센서 외에도 AR, VR, 노트북, 태블릿 PC 기기를 위한 신제품을 계속해서 준비하며 시장 확대를 추진하고 있습니다.

한계 속에서 창조해낸 혁신 기술, 그리고 그 너머를 내다보다

세상에 없던 기술을 만들어내고 알리는 데에 쉬운 길은 없습니다. 아이소셀 HP2가 탄생하기까지 각 분야의 담당자들은 어떤 난관을 극복했을까요? 그리고 이들이 꿈꾸는 초고화소 이미지센서의 미래는 어떤 모습일까요?

Q. 제품이 개발되어 출시되기까지 특별히 중점을 둔 포인트는 무엇이었나요? 업무 중 어려웠던 부분이나 고비가 있었다면 어떻게 극복하셨는지도 궁금합니다.

이경호 상무: 플래그십 갤럭시 제품에 아이소셀 HP2를 탑재하게 되었기 때문에, 성능은 물론 모든 측면에서 문제가 없도록 해서 고객이 최고의 제품을 만들 수 있게 지원해야 한다는 책임감이 컸습니다. 쉽지만은 않았지만, 관련된 모든 부서들과 긴밀히 협력하고 소통하면서 문제를 풀어갔습니다.

이승진 PL: 고객이 요구하는 성능 목표에 도달하려면 개발 일정을 준수하는 것이 매우 어려운 상황이었는데요. 개발 목표를 전략적으로 이원화해 수행함으로써 약속한 일정도 준수하고, 성능도 목표 수준으로 달성할 수 있었습니다. 일정에 맞춰 도전적인 개발 과제를 완수하기 위해 팀원 모두가 힘든 부분들도 있었지만, 서로 돕고 의지하며 극복할 수 있었습니다.

최소윤 님: 아이소셀 HP2는 홍보에도 많은 공을 들였는데요. ‘제품에 적용된 어려운 신기술들을 어떻게 하면 쉽게 사용자들에게 설명할 수 있을까’를 깊이 고민했습니다. 새로운 기술이 많은데, 어려운 개념들을 풀어서 설명해야 하는 것이 난관이었죠. 저도 문과생 출신으로서 이해하기 어려운 부분도 많았지만, 그렇기에 오히려 대중이 이해하기 쉬운 단어로 기술과 개념을 표현할 수 있었던 것 같습니다.

Q. 이미지센서 사업과 관련해 기대되는 점은 무엇인가요? 앞으로의 다짐에 대해서도 들려주세요.
이경호 님: 우리의 아이소셀로 이미지센서 시장을 선도해 나가고자 합니다. 열심히 뛰겠습니다. 많이 응원해주십시오.

이승진 PL: 모바일뿐만 아니라 Automotive 등 다양한 제품군으로 사업을 확장해 진정한 이미지센서 리더로 성장하길 기대합니다.

최소윤 님: 누구나 간편하게 전문가처럼 완성도 높은 사진을 찍을 수 있도록, 마치 눈으로 직접 보는 것처럼 생생한 사진과 영상을 촬영할 수 있도록 좋은 품질의 이미지센서를 선보이고 싶습니다.

Q. 이미지센서 사업과 관련된 업무를 하고 싶어 하는 후배나, 삼성전자 입사를 희망하는 학생, 취업 준비생들에게 해주고 싶으신 말씀이 있다면요?

이경호 상무: 최근 이미지센서는 극저조도 화질까지 확보해야 해서 광학뿐만 아니라 잡음을 줄이는 반도체 소자 기술도 매우 중요시되고 있습니다. 따라서 광학 분야 외에도 여러 반도체 소자 분야의 전문가들이 역량을 펼칠 수 있습니다. 가능성이 무궁무진한 이미지센서 개발에 많이 지원해주세요.

최소윤 님: 이미지센서는 우리가 늘 사용하는 스마트폰에 여러 개씩 달려 있는 친숙한 반도체입니다. 너무 어렵게 생각하지 않으셨으면 좋겠고, 미래의 스마트폰 카메라를 기획하고 아이디어를 내고 싶다면 누구나 부담 없이 마케팅 업무에 지원하시면 좋겠습니다. 그리고 삼성전자 아이소셀은 스마트폰을 넘어 응용처를 다양하게 확대해 나갈 계획이기 때문에, 넓은 시야로 시장을 개척할 포부가 있는 분들 모두를 환영합니다.

이승진 PL: Sensor사업팀은 현재 모바일 센서뿐만 아니라 차세대 센서 등 다양한 센서를 개발하고 있습니다. Analog, Digital, Pixel, Optic, 공정 등 다양한 분야의 전문가가 함께 개발하고 있는데요. 본인 전공 분야 외 영역에 대해서도 폭넓은 지식을 동시에 향상시킬 수 있는 부서입니다. 더 높은 목표를 향해 도약의 발판을 마련하고 있는 Sensor사업팀과 함께하고 싶은 분들의 많은 지원을 응원합니다.

어떤 환경에서 촬영해도 전문가의 작품처럼 생생한 이미지, 눈으로 보는 것만큼 선명하고 디테일한 사진은 더 이상 꿈의 기술이 아닙니다. 새로운 기술에 대한 끊임없는 연구와 개발을 바탕으로 삼성전자 반도체의 초고화소 이미지센서는 지금 이 순간에도 진화하고 있습니다. 2억 화소를 넘어 사람 눈이 보는 그대로를 구현해낼 때까지, 삼성전자 반도체 이미지센서 아이소셀 시리즈에 많은 관심 부탁드립니다.

영상으로 만나보는 아이소셀 HP2의 눈부신 기술력

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역대급 스펙으로 돌아온 갤럭시 시리즈! 이번 갤럭시 S23 Ultra의 경우 2억 화소 카메라 기능 탑재로 공개 전부터 이미 큰 화제를 모았는데요. 불가능할 것만 같았던 2억 화소의 스마트폰 카메라에는 어떤 비밀이 숨어있을까요?

오늘의 삼반뉴스는 갤럭시 S23 Ultra 메인 카메라에 적용된 ‘아이소셀 HP2’ 기술에 대한 이야기입니다. 우리가 어두운 공간에서도 밝고 선명한 사진을 찍을 수 있는 비결은 바로 이 아이소셀 이미지센서 덕분인데요. 특히 이번 갤럭시 S23 Ultra에 적용된 아이소셀 HP2에는 삼성전자 반도체만의 신기술을 집약해 밤하늘의 별자리도 선명하게 촬영할 수 있다는 사실!

과연 이 자그마한 칩에 담긴 엄청난 비밀은 무엇일지, 삼반뉴스 속 담당자들의 이야기를 들어볼까요?

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삼성전자가 0.6㎛(마이크로미터) 크기의 픽셀 2억개를 탑재한 이미지센서 ‘아이소셀(ISOCELL) HP2’를 출시했습니다.

이 제품은 최신 초고화소 센서 기술을 집약한 제품으로, 언제 어디서든 밝고 선명한 이미지 촬영을 지원합니다.

‘HP2’는 업계 최초로 ‘듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트(Dual Vertical Transfer Gate)’ 기술을 적용해 전하저장용량(Full Well Capacity)을 이전 2억 화소 제품 대비 최대 33%까지 높여 화질을 개선했습니다. 전하저장용량이 높아지면 각 픽셀이 더 많은 빛을 활용할 수 있어 기존보다 더욱 풍부한 색 표현이 가능합니다.

‘듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트’는 포토다이오드에서 회로로 전자를 이동시키는 수직 구조의 게이트 2개를 배치해 전자 신호 전달 효율을 극대화하는 기술입니다.

‘HP2’는 조도 조건에 따라 4개 또는 16개의 인접 픽셀을 묶어 수광 면적을 확대하는 ‘테트라 스퀘어드 픽셀(Tetra²pixel)’ 기술도 적용했습니다.

이 기술을 통해 어두운 날씨 또는 실내와 같은 저조도 환경에서도 1.2㎛(5천만 화소) 또는 2.4㎛(1천2백50만 화소) 크기의 픽셀과 같은 수광 면적을 확보해 선명한 사진 촬영이 가능합니다.

또 HDR(High Dynamic Range) 기능 강화를 위해 기존 ‘스마트 ISO 프로’ 기술뿐 아니라 ‘듀얼 슬로프 게인(Dual Slope Gain)’ 기술도 새로 적용했습니다.

‘듀얼 슬로프 게인’은 픽셀에 들어온 빛의 아날로그 정보를 서로 다른 2개의 신호로 증폭하고 이를 디지털 신호로 변환해 하나의 데이터로 합성하는 기술로 센서가 표현할 수 있는 색의 범위를 넓혀줍니다.

삼성전자는 이 기술을 통해 업계 최초로 모바일AP의 지원 없이 이미지센서만으로 5천만 화소의 HDR 촬영이 가능하도록 구현해 이미지 처리 속도를 개선했습니다.

‘HP2’에는 2억개 화소를 모두 활용해 위상차 자동 초점 기능을 수행하는  ‘슈퍼 QPD(Quad Phase Detection)’ 기능도 탑재됐습니다. 거실 밝기(약 100룩스)보다 100배가량 낮은 밝기의 달빛 아래(약 1룩스)에서도 좌우뿐만 아니라 상하의 위상차를 이용해 빠르고 정확하게 초점을 맞출 수 있습니다.

이 밖에 딥 러닝(Deep Learning) 기반의 ‘리모자이크 알고리즘’을 적용해 초고화소 환경에서의 촬영 속도와 품질을 향상시켰습니다. ‘HP2’의 2억 화소 촬영 속도는 이전 제품 대비 2배가량 빨라졌으며, 초당 30 프레임의 8K 해상도, 120 프레임의 4K 해상도를 지원합니다. 특히 사진 촬영과 동일한 화각에서 초고해상도인 8K 영상 촬영이 가능한 것이 특징입니다.

삼성전자 시스템LSI사업부 센서사업팀장 임준서 부사장은 “‘아이소셀 HP2’에는 삼성전자의 차별화된 초고화소 센서 기술과 노하우가 집약됐다”며 “고객 요구에 기반한 끊임없는 기술 혁신과 딥 러닝 기반의 화질 최적화 기술을 통해 지속 성장하고 있는 초고화소 이미지센서 시장에서 리더십을 더욱 강화할 것”이라고 말했습니다.

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