'갤S23의 눈' 베일 벗었다…"2억 화소 이미지센서 첫 탑재"

삼성 갤럭시S23 예상 렌더링 이미지. 사진 온리크스

삼성전자가 다음 달 발표하는 플래그십 스마트폰 갤럭시 S23에 갤럭시 시리즈 중 처음으로 2억 화소 이미지센서가 탑재될 전망이다. 이미지센서는 카메라를 통해 들어온 빛을 디지털 신호로 바꿔주는 시스템 반도체로 인체로 보면 ‘눈’ 역할을 한다. 전작인 갤럭시 S22 울트라엔 1억800만 화소 센서가 탑재됐다.

삼성전자는 0.6마이크로미터(㎛) 크기의 픽셀 2억 개(2억 화소)를 탑재한 이미지센서 ‘아이소셀 HP2’를 출시했다고 17일 밝혔다. 5억 화소 정도로 알려진 ‘사람 눈’에 도전하는 것이다. 삼성전자는 지난해 10월 테크데이에서 ‘인간 수준에 가까운 기능’(두뇌, 시각, 신경망·혈관, 심장·면역체·피부)을 구현하는 첨단 반도체를 개발해 ‘통합 솔루션’을 제공하는 팹리스(반도체 설계 전문기업)가 되겠다는 목표를 밝힌 바 있다.

새 이미지센서엔 전자 신호 전달 효율을 극대화하는 ‘듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트’ 기술이 업계 처음으로 적용됐다. 이를 통해 전하(물체가 가진 정전기 양) 저장 용량을 기존 동일 화소 제품보다 33%까지 높일 수 있는데, 전하 저장 용량이 커지면 각 픽셀이 더 많은 빛을 활용할 수 있어 보다 풍부한 색 표현이 가능해진다.

또 어두운 날씨, 실내 등 저조도 환경에서도 선명한 사진 촬영이 가능하도록 수광(빛을 받음) 면적을 넓히는 기술인 ‘테트라 스퀘어드 픽셀’도 적용했다. 일반적으로 픽셀 크기가 작아지면 해상도가 높아지지만, 그만큼 빛을 받아들이는 공간이 작아져 화질이 떨어질 수 있는데 이를 해결한 것이다.

밝은 곳은 더 밝게, 어두운 곳은 더 어둡게 표현하는 하이 다이내믹 레인지(HDR) 기능 강화를 위해 센서가 표현하는 색의 범위를 넓히는 ‘듀얼 슬로프 게인’, 2억 개의 픽셀에 자동 초점을 부여해 어두운 공간에서도 빠르게 초점을 맞춰주는 ‘슈퍼 QPD’ 기능도 들어간다. 업계 최초로 모바일 애플리케이션 프로세서(AP) 지원 없이 이미지센서만으로 5000만 화소의 HDR 촬영을 구현해 이미지 처리 속도를 개선했다.

인공지능(AI) 기술을 적용해 촬영 속도·품질을 높인 것도 특징이다. 딥러닝 기반의 ‘리모자이크 알고리즘’을 통해 2억 화소 촬영 속도가 전작보다 2배가량 빨라졌다. 사진 촬영과 동일한 화각에서 초고해상도인 8K 동영상 촬영도 가능하다.

삼성전자가 0.6㎛(마이크로미터) 크기의 픽셀 2억 개를 탑재한 이미지센서 '아이소셀(ISOCELL) HP2'를 출시했다고 17일 밝혔다. 사진 삼성전자

삼성전자가 초고화소 이미지센서에 집중하는 건 ‘1억 화소 이상’ 센서 시장의 성장 가능성이 크기 때문이다. 시장조사업체 TSR에 따르면 올해 1억 화소 이상 이미지센터 수요는 7200만 개, 향후 연평균 약 22% 성장해 2026년 1억3200만 개로 늘어날 전망이다.

임준서 삼성전자 시스템LSI사업부 센서사업팀장(부사장)은 “‘아이소셀 HP2’에는 삼성전자의 차별화한 초고화소 센서 기술과 노하우가 집약됐다”며 “끊임없는 기술 혁신과 딥 러닝 기반의 화질 최적화 기술을 통해 지속 성장하고 있는 초고화소 이미지센서 시장에서 리더십을 강화할 것”이라고 말했다.

고석현 기자 ko.sukhyun@joongang.co.kr