[IITP 리뷰 1]판 커지는 카메라모듈..자동차는 성장동력, 휴대폰엔 차별화포인트

스마트폰 카메라모듈(LG이노텍)

시장조사기관 욜디벨롭먼트는 카메라 모듈 시장이 연평균 9.8% 고도 성장해 2026년 590억달러에 달할 것으로 전망한다. 그동안 최대 수요처였던 스마트폰 시장은 정체 국면이지만 제품 차별화 요소로서 의미가 드러나고 기타 디지털기기에서 수요가 증가하고 있으며 자동차산업(전장 카메라 모듈)은 자율주행 진전에 따라 거대 성장동력으로 떠오르기 때문이다.

렌즈시프트에서 센서시프트 방식으로 광학식 손떨림방지기술(OIS) 전환, 플라스틱 렌즈 채용 확대, 3D 센싱기능과 해상도 증가, 언더디스플레이카메라(UDC) 등 시장 요구에 부응해 혁신도 활발히 진행 중이다.

◇자율주행차는 카메라 모듈의 블루오션

전장 카메라 모듈 미래는 단연 운전자보조시스템(ADAS) 영역에 집중되고 있지만 그 외 분야에서도 수요가 빠르게 창출되고 있다. 거울을 활용한 사이드미러 대신 카메라로 차의 후면을 실시간 촬영해 디스플레이하는 '버추얼 미러' 시스템, 카메라 4대가 활용되는 주차지원용 360도 서라운드뷰모니터(SVM), 졸음운전 방지를 위해 운전자 시선을 관찰하는 내부 카메라 등이 그 예다.

ADAS의 경우 자율주행 레벨2는 7~8대, 레벨3는 12대, 레벨5에서는 15대 이상 카메라가 필요한 것으로 알려진다. 자율주행을 위해서는 도로 신호, 표지판, 장애물 등 외부 환경 정보를 실시간 파악해 프로세서로 보내야 하기 때문이다. 이를 위해 카메라, 레이더(RADAR), 라이다(LiDAR)가 복합적으로 활용되는데, 최근 카메라 위주로 개편 움직임이 대두하고 있다.

자율주행 선두주자인 테슬라는 북미형 모델S와 모델X에서 운전자보조시스템용 레이더를 제거하고 8대 카메라와 신경망 처리기술로 구성된 '테슬라 비전(Tesla Vision)' 시스템으로 대체했다. 비싸고 전력 소모가 많은 레이더 대신 다수 카메라의 입체적 촬영 영상으로 깊이와 거리 측정이 충분하고 라이다·정밀지도 조합 한계도 극복할 수 있다는 것이 일론 머스크의 설명이다.

테슬라 자율주행 자동차에 탑재되는 카메라 모듈수는 2020년까지 평균 2~3개 수준이었다가 2021년 7~8개로 증가했다. 카메라 중심 추세가 확대될 경우 전장 카메라 수요는 더욱 늘어날 전망이다. 테슬라는 현재 북미지역 판매 물량에서만 레이더를 없앴지만 장기적으로는 다른 지역에서도 카메라만 적용할 가능성이 높을 것으로 예상된다.

일본 토요타의 자율주행 자회사인 우븐플래닛도 올해 4월 카메라를 활용하는 자율주행 기술 개발에 착수한 것으로 알려졌다. 레이더나 라이다는 그 장점에도 불구하고 이를 통해 수집되는 데이터 양이 매우 제한적인 반면에 카메라는 90%나 저렴하고 장착도 쉬우며 훨씬 많은 데이터를 수집할 수 있기 때문이라는 설명이다. 카메라만 사용할 경우 안전의 핵심인 중복성이 사라진다는 우려와 최근 라이다 가격 하락 추세를 고려할 때 시장의 선택이 어떤 모습일지는 좀 더 지켜봐야 할 듯하다.

◇중국 휴대폰 업계, 카메라·광학 전문기업과 제휴로 차별화 시도

2017년 이후 스마트폰 시장이 정체기에 접어들며 경쟁이 격화되자 폼팩터에서 차별화에 한계가 있다고 판단한 스마트폰 제조사들은 가장 많이 사용하는 기능 중 하나인 카메라 업그레이드에서 돌파구를 찾고 있다.

특히 중국 스마트폰 제조사들은 글로벌 카메라·광학 전문기업과 전략적 제휴를 선택했다. 샤오미는 7.4일 공개한 플래그십 스마트폰 '샤오미12S 울트라'에 독일 라이카(Leica)와 공동 제작한 5000만 화소 광각렌즈, 4800만 화소 초광각렌즈, 4800만 화소 망원렌즈 등 트리플 렌즈를 탑재했고, 이미지센서는 소니와 공동 개발한 1인치(2.54㎝) 크기 'IMX989'를 장착했다. 오포는 스웨덴의 핫셀블라드(HASSELBLAD)와 공동 개발한 5000만 화소 트리플 카메라를 장착한 '파인드 X5'를 2월 출시했고, 비보는 자이스T코팅기술을 채택해 플레어를 줄이고 보정기술을 공동 개발하는 등 독일 광학 기업 자이스(Zeiss)와 협력한 'X폴드'를 4월 공개했다.

스마트폰 글로벌 리더인 삼성전자와 애플은 전문기업 협력보다는 자체 하드웨어(HW)와 소프트웨어(SW) 기술력에 기반한 업그레이드 전략을 추구하고 있다. 삼성전자는 갤럭시 S22 등에 전작보다 23% 큰 이미지센서와 흔들림이 최소화된 동영상 촬영기능(DIS) 등을 채택했고, 애플은 아이폰13 시리즈에 인공지능(AI) 기반 필터시스템과 인물을 두드러지게 하는 시네마틱비디오 기능을 보강했다.

◇치열한 경쟁 속 우리 기업들 선전

2020년 기준 카메라 모듈 시장은 우리나라의 LG이노텍(17%)과 중국의 서니 옵티컬 테크놀로지(13%)가, 핵심부품인 CMOS 이미지센서는 일본의 소니(40%)가 선도하고 있다. 전장 카메라 모듈에서는 최근 삼성전기가 테슬라와 대규모 카메라 모듈 공급계약을 추진중인 것으로 전해진다. 100만 화소의 3.0버전보다 화질이 이상 높고 센싱기능이 강화된 '카메라 모듈 4.0'이 그 대상으로, 계약 규모가 역대급으로 추정된다. 2011년 이래 카메라 모듈 분야 글로벌 1위를 기록 중인 LG이노텍은 구미 LG전자 A3공장을 인수하고 이를 카메라 모듈과 반도체 기판 생산역량 확충에 활용할 계획이며, 디지털기기와 전장 분야 모두 삼성전기와 치열한 경쟁을 펼치고 있다.

카메라 모듈도 여느 부품 분야와 마찬가지로 수요산업의 부침과 혁신적 신기술 등장에 따라 글로벌 지형의 출렁임을 피할 수 없다. 시장·기술 동향의 입체적 모니터링과 연구개발(R&D)에 한시도 게으를 수 없는 이유고, 실패를 두려워하지 않는 과감한 도전으로 한발 앞서 시드(Seed)를 준비할 환경을 제공해야 하는 이유기도 하다.

글 : 이효은 정보통신기획평가원(IITP) 연구위원