삼성전자, 차세대 이미지센서 개발…“45조 시장 정조준”

‘나노프리즘 UB’ 개발 중유기 RGB 필터 제거하고어두운 환경서 감도 개선

[뉴스토마토 이명신 기자] 삼성전자가 업계 최초로 상용화에 성공한 ‘나노프리즘’ 기술을 잇는 차세대 이미지센서(CIS) 기술을 개발 중입니다. 내부 RGB(적·녹·청) 컬러필터를 제거해 어두운 환경에서도 감도(빛을 수용하는 정도)를 높인 점이 특징입니다, 스마트폰의 ‘눈’ 역할을 하던 이미지센서의 활용처가 넓어지고 센서의 픽셀 구조가 미세화되는 가운데, 기술 경쟁력을 높여 시장 주도권을 확보하려는 모습입니다.

 

삼성전자가 지난 2024년 출시한 ‘아이소셀 JN5’ 이미지센서. (사진=삼성전자)

 

13일 업계에 따르면 삼성전자는 나노프리즘 기술의 차세대 버전인 ‘나노프리즘 UB(울트라 브라이트)’ 기술을 개발 중입니다. 기존 RGB 컬러필터를 제거하고 ‘색 선택형 메타렌즈(Color-selective Meta Lens)’를 적용한 점이 특징으로, 이를 통해 기존 대비 감도가 150% 향상됐으며, 노이즈도 개선시켰다는 평가입니다. 해당 기술이 상용화되면 스마트폰 야간 촬영이나 실내 촬영처럼 빛이 부족한 환경에서 밝고 선명한 이미지를 구현할 수 있을 것으로 예상됩니다.

 

이는 지난해 삼성전자가 제품에 본격 적용한 나노프리즘 기술의 연장선입니다. 기존 이미지센서는 마이크로 렌즈-컬러 필터-픽셀의 수직 구조로 이뤄졌는데, 구조 특성상 여러 빛이 통과되더라도 렌즈당 한가지 색만 픽셀에 최종 전달해 많은 양의 빛을 수용하는 데 제한적이었습니다. 렌즈가 투과한 빛이 컬러필터와 맞지 않을 경우 픽셀이 빛을 받지 못했기 때문입니다.

 

이에 삼성전자는 마이크로 렌즈에 나노 단위의 새로운 구조를 적용한 나노프리즘 기술을 개발했습니다. 빛이 충분히 도달하지 않더라도 옆에서 들어온 빛의 방향을 바꿔 주변 화소에 빛을 옮기는 방식으로, 동일한 양의 빛으로 감도를 기존 대비 25% 높였습니다.

 

업계 관계자는 “유기 RGB 필터는 어떻게 보면 빛의 3분의 1만 받아들이는 격”이라며 “지금은 메타 광학 기술이나 퀀텀닷(QD) 기술들을 통해 집광(빛을 모으는 기술)을 더 극대화하고 있는 상황”이라고 설명했습니다.

 

서울 서초구 삼성전자 사옥 모습. (사진=뉴시스)

 

스마트폰을 비롯한 IT 제품이 점점 얇아지면서, 이미지센서 픽셀의 미세화 수요도 늘어나는 추세입니다. 하지만 미세화 과정에서 화소 크기도 줄어들다 보니 빛을 받아들이는 데 한계가 생기고 있다는 게 업계의 설명입니다. 특히 화소 간 간섭 문제도 생겨 한계점을 극복할 차세대 기술 개발이 활발히 이뤄지는 중입니다.

 

이에 동일한 면적에서 집광 능력을 얼마나 높이는지가 업계의 경쟁력으로 떠오르고 있습니다. 삼성전자는 향후 마이크로미터 단위 픽셀과 차세대 이미지센서 기술을 연계해 나노프리즘과 같은 메타광학 기술 적용 범위를 넓혀간다는 계획입니다.

 

특히 이미지센서의 활용 범위가 기존 스마트폰에서 자율주행차, XR(확장현실), 로봇 등으로 넓어지면서 시장 규모는 커지고 있습니다. 시장조사업체 욜그룹에 따르면 글로벌 이미지센서 시장 규모는 연평균 3.1% 성장해 2031년 303억달러(약 45조원)에 달할 것으로 전망됩니다.

 

이명신 기자 [e-mail]

이 기사는 뉴스토마토 보도준칙 및 윤리강령에 따라 오승훈 산업1부장이 최종 확인·수정했습니다.