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SK하이닉스가 CMOS 이미지센서(CIS) 경쟁력 강화에 적극적으로 나서고 있다. 외부 인재 영입은 물론 기초 설계를 다시 시작한 상태다. 올해 이천 M10에서 300mm 웨이퍼로 1300만화소 CIS 양산 계획을 잡아놨지만 보다 근본적으로 사업에 접근하겠다는 의지로 풀이된다.

16일 관련 업계에 따르면 SK하이닉스는 CIS 사업부장으로 조광보 전무를 선임한 것으로 전해졌다. 조 사업부장은 지난해 3월 온세미컨덕터에서 SK하이닉스로 이직했으며 설계그룹장을 맡아오다 올해부터 CIS 사업부장에 이름을 올렸다. LG전자, 마이크론, 앱티나이미징, 온세미컨덕터에서 프로덕트 디자인 매니저를 역임했다.

앱티나이미징은 마이크론의 CIS 사업부로 출발해 2008년 독립된 이후 2014년 온세미컨덕터가 4억달러(약 4500억원)를 주고 인수합병(M&A)했다.

삼성전자 CIS 반도체 회로 설계 및 차세대 알고리즘 분야 전문가인 김태찬 마스터도 SK하이닉스로 자리를 옮겼다. 그동안 삼성전자와 SK하이닉스의 인력 교류가 적잖이 있어왔다는 점, 2014년부터 계속해서 비메모리 분야 전문가를 꾸준히 이뤄졌다는 점에서 의미가 있다.

SK하이닉스는 CIS 설계에 있어서도 기초부터 다시 시작하기로 했다. 설계는 물론이고 사용되는 재료에 이르기까지 시장 선두권을 빠르게 따라잡겠다는 복안이다. CIS의 기본이 ‘화질’이라는 점을 고려해 현재 적용하고 있는 후면조사형(BackSide Illumination, BSI) CIS에서 발생하는 암전류(dark current) 개선을 목표로 하고 있다.

더불어 내부적으로 ‘위상 검출 자동초점(Phase Detection Auto Focus, PDAF)’ 기술 연구개발(R&D)도 시작한 상태다. 듀얼 픽셀 CIS를 개발하겠다는 의미다. 일반적인 CIS는 픽셀 하나당 하나의 포토다이오드(PD)가 쓰이지만, 듀얼 픽셀 CIS는 한 개의 픽셀에 두 개의 PD가 내장되어 있다.

PDAF 기술을 내장한 CIS는 색의 대비(콘트라스트)로 초점을 잡는 기존 제품과 비교해 속도가 월등히 빠르다. PDAF는 렌즈를 통해 들어오는 빛을 한 쌍으로 나누어 위상 차이를 비교함으로써 초점이 맞았는지를 판단해서다. 2016년 이후 프리미엄 스마트폰에 쓰이는 CIS는 대부분 PDAF 기술이 적용되어 있다.

재료에서는 새로운 유전체(誘電體, dielectric material) 찾기에 나서고 있다. 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화하프늄(HfO2) 등이 대체 물질 후보로 물망에 오른 상태다. 특히 하프늄(Hf)과 산소(O)을 결합한 HfO2의 가능성을 눈여겨보고 있다. HfO2는 강유전체 메모리(Ferroelectric Random Access Memory, F램)의 핵심 재료 가운데 하나다. 규소(Si)를 일정 비율로 섞고 어닐링(가열후 냉각) 이후 정방형 결정구조 갖출 때 일정한 층을 이루면서 캡(Cap)이 발생해 강유전성을 보이는 것으로 알려져 있다.

한편 SK하이닉스 박성욱 부회장은 “CIS 사업은 장기적인 관점에서 보고 있다. 메모리, CIS, 파운드리 순으로 인력을 배치하고 있다”고 언급한 바 있다.

<이수환 기자>shulee@ddaily.co.kr