김홍철 기술경영학 박사
일본의 대표적인 IT기업인 소니가 그 동안의 침체를 딛고 기지개를 켜고 있다는 소식이 나오고 있다. 소니는 자체적으로 작년에 약 3조원의 영업이익을 기록한 데 이어, 올해는 약 5조원의 영업이익을 낼 것으로 전망했는데, 블룸버그통신은 “이는 20년만에 가장 높은 수준”이라고 보도한 바 있다. 이러한 소니 부활의 상당 부분은 이미지센서시장의 호황 덕분이라는 것이 소니 자체적뿐만 아니라 대부분 전문가들의 중론인데, 이는 스마트폰에 장착되는 카메라 이미지센서의 수요가 폭발적으로 증가해 이에 대한 수혜를 톡톡히 보고 있다는 것이다.
지난해 소니의 이미지센서 글로벌 시장 점유율은 매출액 기준으로 49.9%이며, 이는 19.6%로 2위를 차지한 우리의 삼성전자를 상당히 앞서는 것인데, 애플 스마트폰에 장착할 이미지센서만 약 1억개 가량을 공급했으며, 이를 통해 이미지센서 단품에서만 약 1조원 이상의 영업이익을 창출했다고 한다.
이미지센서는 렌즈를 통해 들어온 영상정보(빛)를 디지털신호로 변환해서 화면에 display해 주는 역할을 하는 반도체이다. 빛(light)이란 파동과 입자성을 동시에 가지고 있는 광자의 흐름이다. 이미지센서는 피사체의 형상을 담은 빛인 광자를 전자로 전환하여 디스플레이로 표시하거나 저장장치에 저장할 수 있게 하는 반도체로서, 수광신호를 전기신호로 변환시키는 수광소자, 변환된 전기신호를 증폭 및 압축하는 픽셀회로 부분과 기 처리된 아날로그신호를 디지털로 변환해 이미지신호를 처리하는 전용집적회로(ASIC)부분으로 구성된다. 대표적인 이미지센서로는 CCD센서와 CMOS센서가 있다.
우리가 잘 알고 있다시피, 소니는 2000년대 중반부터 회사 전체가 적자에 시달리자 주력사업인 노트북, 워크맨 등을 정리하고, TV사업을 축소하였고, 그 동안 축적해 온 카메라 분야의 기술력을 토대로, 향후 잠재적 거대시장으로 예상되는 스마트폰 카메라에 들어가는 이미지센서사업에 주력하여, 현재와 같은 수익을 창출하였던 것이다. 이미지센서시장에서 소니의 선도적 지위는 당분간은 지속될 것으로 전망되나, 그렇다고 장밋빛 미래가 계속해서 이어질 것으로 여겨지지는 않는다.
대표적 시스템반도체(비메모리반도체)인 이미지센서 시장에서도 우리의 삼성, SK 등의 추격이 시작되고 있기 때문이다. 삼성전자는 이미지센서 분야에서 소니의 아성에 도전코자, 2013년 ‘아이소셀’을 런칭하고 본격적인 이미지센서 사업을 전개하였다. 지난해에는 이미지센서 생산량 확대를 위한 반도체 공정 라인 전환을 시행하였으며, 올 5월에는 초소형 픽셀 최대 6400만 화소를 지원하는 GW1으로 명명된 모바일 이미지센서 ‘아이소셀 브라이트’ 신제품을 출시했다. 스마트폰 세계시장 4/5위인 샤오미와 오포 등이 향후 출시할 자신들의 신제품에 위 개발된 삼성전자 이미지센서인 GW1을 채택하기로 하여 안정적 시장을 확보하였다.
최근 삼성전자는 ‘1억 화소’의 벽을 깨뜨린 1억 800만 화소의 모바일 이미지센서 ‘아이소셀 브라이트 HMX’를 양산하기 시작했다. 이 제품은 초소형 0.8마이크로미터크기의 픽셀(화소)을 적용한 센서로, 바로 몇 개월 전에 개발된 위의 GW1보다 약 1.6배 가량 화소수가 늘어난 것으로 이미지센서로서는 업계 최대의 화소수를 자랑한다. 이는 기존의 모바일기기에서 표현하지 못 했던 세밀한 부분까지 이미지로 담아낼 수 있는 초고해상도 촬영이 가능한 것으로, 휴대폰 카메라 성능을 크게 향상시킬 수 있는 선도적 이미지센서라 할 수 있다.
여기서 픽셀의 크기가 중요한 것은 픽셀의 수가 많을수록 보다 정밀한 영상표현이 가능하다는 것으로, 예를 들어 어떤 촬영분을 디지털화할 때, 픽셀이 많으면 영상을 좀 더 잘게 잘라서 해당 부분의 색상을 보다 다양한 RGB(빨강, 초록, 파랑)의 조합으로 나타낼 수 있으므로, 인간의 눈으로 사물을 보는 것과 같은 세밀한 자연색의 표현이 가능하기 때문이다. 역으로 픽셀의 크기가 크면 동일한 영상분을 디지털화할 때 색상의 조합으로 표현할 픽셀의 수가 적어지므로, 그 만큼 세밀하지 못하여 정확한 색상 표현이 불가하므로 픽셀의 크기를 작게 하는 것은 디지털카메라의 성능을 좌우하는 중요한 요소라 할 수 있으며, 그것을 삼성이 해낸 것으로, 계속해서 첨단기술을 확장시키고 있다.
소니가 이미지센서분야에서의 선전으로 일시적인 부활은 이루었지만, 그것이 일장춘몽에 불과하다는 것을 우리 기업들이 확실한 기술력 우위로 보여주길 바라며, 시스템반도체 분야에서도 최강자로 우뚝 서기를 기대해 본다.