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이미지센서 반도체는 카메라 렌즈를 통해 들어온 빛을 전기적 디지털 신호로 변환해주는 역할을 합니다. 영상신호를 저장하고 전송해 우리가 보는 스마트폰 화면 위로 촬영한 사진을 볼 수 있도록 만들어주는 반도체죠. 옛날 필름 카메라의 필름과 유사한 역할을 한다고 보면 됩니다.
요즘에는 스마트폰 앞·뒤로 카메라 한두 개가 들어가는 게 아니라 후면에만 3개 이상 들어간 제품이 나오고 있는데요. 그만큼 이미지 센서 반도체도 많이 필요하다는 뜻입니다.
응용 방식과 제조 공정에 따라 CCD(전하결합소자) 이미지센서와 CMOS(상보성 금속산화 반도체) 이미지 센서(CIS)로 나눌 수 있습니다. CMOS 이미지센서가 CCD 이미지센서 대비 저전력 공정으로 배터리 사용 시간을 연장할 수 있고, 잡신호가 적다는 점 등에서 주목받고 있습니다.
그럼 이미지센서의 픽셀 수만 늘리면 스마트폰의 카메라의 화질도 좋아지겠다고 생각하실 수 있습니다. 하지만 그렇게 된다면 과거 소위 ‘벽돌폰’을 들고 다닐 때처럼 두꺼운 휴대폰이 됩니다. 지금처럼 슬림한 스마트폰 외관을 유지하려면 작은 칩에 많은 픽셀을 넣어야 하는 고성능 이미지 센서 반도체가 필요합니다. 즉, 픽셀의 크기는 줄이면서 수광율(이미지센서가 빛을 받아들이는 정도)를 높이는 방향으로 발전해오고 있습니다.
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지금까지 이미지센서 시장에서 1위는 소니였지만 삼성이 그 뒤를 바짝 따라가고 있는데요. 삼성은 최근 1억800만 화소 이미지센서인 ‘아이소셀 브라이트 HM1’을 출시했습니다. 아이소셀은 격리하다(Isolate)와 세포(cell)이 합쳐진 말로 픽셀과 픽셀 사이에 물리적인 벽을 세워 픽셀로 들어온 빛이 밖으로 나가지 않도록 하는 첨단 이미지센서 기술입니다.
세계 최초 1억 화소 CMOS 이미지센서로 지난 5월 ‘2020 대한민국 임팩테크 대상’에서 대통령상을 수상한 바 있죠.
삼성전자는 앞으로 우리 눈에 보이는 가시광선 영역(450nm~750nm)을 넘어 자외선(파장대역 450nm 이하)과 적외선(파장대역 750nm 이상)을 활용할 수 있는 이미지센서도 연구하고 있습니다.
그럼 이미지센서를 이용해 암 조직을 진단하고 농업, 산업 영역에서 불량품도 구분할 수 있겠죠. 또 삼성전자는 후각, 미각 등 다양한 센서 개발을 하며 인간의 오감을 대신하는 영역까지의 센서를 꿈꾸고 있습니다.