[디지털데일리 백승은 기자] 17일 삼성전자가 2억 화소 이미지센서 신제품 '아이소셀 HP2'를 선보였다. 지난 2021년 첫 2억 화소 이미지센서를 내놓은 후 이번이 세 번째로, 전작대비 화질 및 색 표현력을 확장했다. 신제품은 오는 2월 초 공개 및 출시되는 '갤럭시 S23 시리즈'에 탑재된다.

◆전작대비 전하저장용량 33% 개선…AP 없이도 5000만화소 HDR 촬영 '척척'

이미지센서란 카메라 렌즈에 들어온 빛을 디지털 신호로 변환하는 반도체다. 인간의 눈으로 본 빛을 뇌로 전달하는 역할을 도맡는다. 삼성전자는 글로벌 이미지센서 시장에서 소니 다음으로 점유율 2위를 차지하고 있다.

아이소셀 HP2는 0.6마이크로미터(㎛) 크기의 픽셀 2억개를 탑재한 이미지센서다. 업계 최초로 '듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트(Dual Vertical Transfer Gate)' 기술을 적용한 것이 특징이다.

듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트 기술은 '듀얼 버티컬 트랜스퍼 게이트'는 포토다이오드에서 회로로 전자를 이동시키는 수직 구조의 게이트를 2개 배치해 전자 신호 전달 효율을 극대화하는 기술이다.

이 기술을 통해 전하저장용량(Full Well Capacity)을 이전 2억 화소 제품 대비 최대 33%까지 높였다. 전하저장용량이 높을수록 각 픽셀은 더 많은 빛을 활용할 수 있어 화질과 색 표현력이 개선된다.

아울러 HP2는 조도 조건에 따라 4개 또는 16개의 인접 픽셀을 묶어 수광 면적을 확대하는 '테트라 스퀘어드 픽셀(Tetra2pixel)' 기술도 적용했다.

테트라 스퀘어드 픽셀을 통해 어두운 날씨 또는 실내와 같은 저조도 환경에서도 1.2㎛(5000만 화소) 또는 2.4㎛(1250만 화소) 크기의 픽셀과 같은 수광 면적을 확보해 선명한 사진 촬영이 가능하다.

또 HDR(High Dynamic Range) 기능 강화를 위해 기존 '스마트 ISO 프로' 기술뿐 아니라 '듀얼 슬로프 게인(Dual Slope Gain)' 기술도 새로 적용했다.

'듀얼 슬로프 게인'은 픽셀에 들어온 빛의 아날로그 정보를 서로 다른 2개의 신호로 증폭하고 이를 디지털 신호로 변환해 하나의 데이터로 합성하는 기술이다. 센서가 표현할 수 있는 색의 범위를 넓혀 준다.

이 기술을 이용하면 모바일 애플리케이션프로세서(AP) 지원 없이 이미지센서만으로 5000만화소의 HDR 촬영을 구현할 수 있다.

또 2억개 화소를 모두 활용해 위상차 자동 초점 기능을 수행하는 '슈퍼 QPD(Quad Phase Detection)' 기능과 딥 러닝 기반 '리모자이크 알고리즘'을 적용해 촬영 속도와 품질을 향상시켰다.

삼성전자 시스템LSI사업부 센서사업팀장 임준서 부사장은 "아이소셀 HP2에는 삼성전자의 차별화된 초고화소 센서 기술과 노하우가 집약됐다"며 "고객 요구에 기반한 끊임없는 기술 혁신과 딥 러닝 기반의 화질 최적화 기술을 통해 지속 성장하고 있는 초고화소 이미지센서 시장에서 리더십을 강화할 것"이라고 말했다.

◆2억 화소 장착한 S23 울트라, 가격은 10% 인상 '유력'

아이소셀 HP2는 미국 샌프란시스코 현지 시간으로 오는 2월1일 공개되는 '갤럭시 S23 울트라'에 적용된다. 한국 시간으로는 2월2일 새벽 3시다.

S23 시리즈는 ▲기본 ▲플러스 ▲울트라로 구분되는데, 이중 울트라는 최상위 모델이다. 기존 울트라 모델은 1억800화소가 가장 높았으나, 3년 만에 2억 화소를 장착하게 된다.

한편 울트라를 포함한 S23 시리즈는 100% 퀄컴 AP를 사용한다. 아이소셀 HP2와 호환해 적용될 AP는 '스냅드래곤8 2세대'로, 퀄컴이 설계하고 TSMC가 생산했다. 스냅드래곤8 2세대는 인공지능(AI) 가속기인 '핵사곤 프로세서'를 차용해 AI 성능을 전작대비 4.35배 늘렸다. AI 추론의 경우 와트당 성능이 60%높다.

아울러 AP를 비롯한 부품 가격 상승으로 가격 인상이 예상된다. 업계에서는 전작대비 약 10% 인상될 것으로 예상하고 있다. 이에 따라 일반 모델은 100만원대, 플러스와 울트라는 각 139만원대와 159만원대로 책정될 가능성이 높다.