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TECHNOLOGY/반도체

[신상 반도체 집중탐구] SK하이닉스 블랙라벨 이미지센서 ‘1.0um 블랙펄(Black Pearl)’의 모든 것

2020.03.04

 

SK하이닉스가 CMOS 이미지센서(이하 CIS) 라인업의 제품경쟁력을 대폭 강화하고, 신규 제품에 당당히 ‘블랙라벨(Black Label, 의류에 부착된 검정색 상표. 최근엔 기존 브랜드보다 고급화된 명품을 표현하는 수식어로 통용된다)’을 붙였다. 1.0um(마이크로미터) ‘블랙펄(Black Pearl)’ 기술을 적용한 신제품 라인업을 완성하고, 1분기부터 본격적인 판매에 나설 계획. SK하이닉스 뉴스룸은 공식 출시 전 ‘신상’을 미리 영접하고, 스마트폰 카메라 시장 트렌드의 변화와 이에 대응하는 블랙펄 CIS 신제품 라인업의 진화포인트를 상세히 살펴봤다. 

 

스마트폰 성능전쟁, 이제 승부처는 ‘카메라’…수요 다변화에 모바일용 CIS는 진화 중

스마트폰 시장에서 하나라도 더 많은 카메라를 탑재하려는 제조사들의 경쟁이 치열하다. 대부분의 스마트폰 사양이 상향평준화 되면서, 탑재되는 카메라 개수가 스마트폰의 경쟁력을 판가름할 가늠쇠가 된 것. 또한, 플래그십 시장이 포화되고 판매량이 둔화세에 접어들면서, 중저가 라인업의 가성비 확보 경쟁도 더욱 치열해졌다. 이에 최근엔 플래그십 제품뿐 아니라 중저가 제품에 탑재되는 카메라 개수도 급격히 늘어나는 추세다.  

SK하이닉스 자체 조사 결과에 따르면, 스마트폰 1대당 평균 카메라 개수는 2017년 2.2대에서 2020년 3.9대로 2배 가까이 늘었다. 최신 플래그십 제품의 경우 5개의 멀티 카메라를 탑재한 제품도 어렵지 않게 찾아볼 수 있다. 그만큼 모바일용 이미지센서 수요도 급증하고 있다는 의미다. 특히 기존엔 플래그십 제품에 주로 채택됐던 망원 카메라가 최근 중저가 스마트폰에도 적극적으로 채택되면서, 관련 이미지센서 수요 역시 대폭 증가할 것으로 전망된다.

전체 카메라 개수가 늘면서 후면 카메라는 광각, 초광각, 망원, 심도, 접사 카메라 등으로 세분화됐다. 이에 따라 이미지센서도 각 카메라 특성에 적합한 방향으로 진화하고 있다. 범용성이 요구되는 메인 광각 카메라용 이미지 센서는 픽셀의 크기를 키우거나, 최대한 높은 화소를 확보하는 방향으로, 피사체를 확대해 찍는 망원 카메라용 이미지 센서는 작은 픽셀로 높은 배율을 확보하는 방향으로, 일반 카메라보다 시야각이 훨씬 넓은 초광각 카메라용 이미지 센서는 해상도를 최대한 높여 이미지 품질 확보에 집중하는 방향으로 각각 진화하고 있다.

전면 디스플레이에서 카메라 홀이 차지하는 면적을 최소화하고 전면 전체를 디스플레이로 커버하는 형태의 디자인이 보편화되면서, 전면 카메라도 더욱 높은 수준의 이미지 퀄리티를 요구하고 있다. 전면 카메라 크기가 점점 작아지고 있는 반면 촬영 퀄리티에 대한 소비자 기대 수준은 지속적으로 높아지고 있어, 이미지센서 역시 얼마나 작은 모듈로 경쟁 제품 대비 더 높은 해상도를 확보할 수 있는지가 핵심 경쟁력이 됐다. 

SK하이닉스가 1분기 중 선보일 1.0um 블랙펄 CIS 신규 라인업 4종은 이 같은 시장의 변화에 대응하기 위해 공을 들여온 결과물. 800만 화소부터 2,000만 화소까지 다양하게 구성된 총 4개의 신제품을 앞세워, 빠르게 변화하는 스마트폰 카메라 시장을 적극적으로 공략하겠다는 구상이다.

 

초광각 카메라에 최적화된 ‘Hi-1634·Hi-2021’…1.0um 기준 최고의 퍼포먼스 구현

이번에 새롭게 출시된 1.0um 블랙펄 CIS 신규 라인업 4종은 더 작은 모듈 크기로 해상도 경쟁에 대응할 수 있도록 기존 1.12um의 픽셀 크기를 1.0um으로 줄인 것이 가장 큰 특징. 또한 픽셀 영역의 크기를 조절할 수 있는 쿼드 픽셀(Quad Pixel) 기능과 경쟁 제품 대비 효율성을 더욱 끌어올린 Q2B 리모자이크(Quad to Bayer Remosaic) 알고리즘을 탑재해, 다양한 카메라 유형에 유연하게 대응할 뿐 아니라 저조도 환경에서도 우수한 촬영 품질을 자랑한다. 

신규 라인업 중 Hi-1634(1,600만 화소)와 Hi-2021(2,000만 화소) 제품은 스마트폰 후면 카메라 중 초광각 카메라에 최적화된 제품으로, 지난 1월 양산에 돌입해 고객사에 공급되고 있다. 초광각 카메라는 시야각(FOV)이 클수록 공간 해상도가 감소하는 특성상 기본 카메라보다 더 많은 픽셀을 요구하는데, Hi-1634와 Hi-2021 제품은 픽셀 크기가 작아 동일한 공간에 더 많은 픽셀을 탑재할 수 있다. 그리고 1.0um의 픽셀 크기로 낼 수 있는 최고의 퍼포먼스를 구현해, 플래그십 스마트폰 라인업에도 채택 가능한 수준의 높은 이미지 퀄리티를 확보했다. 

또한, Hi-1634와 Hi-2021 제품은 쿼드 픽셀 기능을 탑재해 다양한 촬영 환경에 대응이 가능하고, 해상도와 저조도 특성, 그리고 크기 경쟁력이 있어 초광각 카메라뿐만 아니라 전면 카메라에서도 활용도가 높다. 이와 같은 장점으로 Hi-2021은 올해 메이저 스마트폰 제조사 중저가 시리즈의 전면 카메라로 채택되는 등 시장에서도 그 경쟁력을 인정받고 있다.

 

강력한 줌 기능으로 무장한 ‘Hi-847’…다용도로 활용이 가능한 ‘Hi-1337’

Hi-847(800만 화소)과 Hi-1337(1,300만 화소) 제품은 스마트폰 후면 카메라 중 망원 카메라에 최적화된 제품. Hi-847 제품은 2월부터 양산을 시작했고, Hi-1337 제품은 3월 중 양산을 시작할 계획이다. 

Hi-847 제품은 낮은 모듈 높이로 3배 줌(Zoom)이 가능한 이미지센서다. 일반적인 모듈 설계에서는 800만 화소 1.0um 제품만 3배 줌이 가능한데, 현재 시장에서는 SK하이닉스를 포함해 단 두 개의 기업만 공급이 가능하다. 이에 더해 Hi-847 제품은 경쟁 기업 대비 가성비 측면에서 우위에 있다는 장점도 갖고 있다. 

Hi-1337 제품은 2배 줌을 지원하며, Hi-847보다 화소가 많아 더욱 다양한 카메라 유형에서 활용이 가능하다. 후면 망원 카메라 이외에 광각이나 낮은 모듈 높이를 요구하는 전면 카메라로도 활용이 가능해, 적용 분야가 더욱 다양한 편. 

SK하이닉스는 1분기 블랙펄 1.0um 라인업을 시작으로 하반기 중에는 0.8um의 픽셀 크기로 4,800만 화소를 구현한 제품도 선보일 계획이다. 이를 통해 CIS 분야에서 특화된 경쟁력을 확보하고 시장에서의 입지를 단단히 다지는 것이 당면 목표. 

SK하이닉스 CIS Marketing Strategy 조호영 TL은 “SK하이닉스는 올해부터 모든 CIS 제품을 ‘블랙펄’로 공식 브랜딩하고 메모리 반도체뿐만 아니라 CIS 분야에서도 고객에게 최고의 가치를 전달할 수 있는 제품을 지속적으로 선보일 계획”이라며 “진주 중에서도 가장 희소성이 높고 아름다운 진주로 꼽히는 블랙펄(흑진주)처럼 앞으로 CIS 분야에서도 브랜드 의미에 걸맞은 위상을 갖추기 위해 더욱 노력하겠다”고 다짐했다.