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사진은 권력이다

저조도 사진의 노이즈를 더 줄인 삼성전자 아이소셀2.0 이미지센서 공개 본문

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저조도 사진의 노이즈를 더 줄인 삼성전자 아이소셀2.0 이미지센서 공개

썬도그 2021. 3. 5. 10:59
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삼성전자의 롤 모델은 소니입니다. 아니 지금까지 소니를 롤 모델로 삼아왔고 소니를 뛰어넘었습니다. 삼성전자는 소니가 장학한 TV 시장을 차지하고 소니가 가전 사업을 크게 위협했습니다. 지금은 일제 가전제품 대신 한국의 삼성전자, LG전자가 전 세계를 호령하고 있습니다. 

스마트폰 시장도 소니 스마트폰은 거의 안 팔리고 일본에서도 잘 안 팔립니다. 반면 삼성전자의 갤럭시 시리즈는 판매량 세계 1위입니다. 그러나 현재는 1위지만 올해는 애플 아이폰이 1위를 차지할 것으로 보이고 중국 오포나 샤오미가 빠르게 추격해서 앞으로 2~3년 후에는 삼성전자의 판매량 1위는 사라질지 모릅니다. 더 중요한 것은 수익률인데 점점 스마트폰이 가전제품화되어서 큰 수익을 내지 못하는 사업이 되고 있습니다. 

LG전자와 삼성전자가 전 세계에서 가전 제품 1위지만 큰 수익을 내지 못하는 것과 비슷하죠. 이에 삼성전자와 LG전자는 가전제품의 명품화를 위해서 오브제나 LG 시그니처 같은 브랜드를 만들어서 수익률을 높이는 전략을 취하고 있습니다.

이에 삼성전자는 앞으로 스마트폰 사업보다는 스마트폰에 들어가는 핵심 부품에 대한 판매량을 늘리면 어떨까 합니다. 이미 삼성전자는 스마트폰 제조사이지만 핵심 부품인 AP와 메모리 그리고 이미지센서를 직접 만들고 있습니다.

AP는 삼성의 엑시노스가 있는데 이게 참 애매합니다. 항상 퀄컴보다 성능은 떨어집니다. 게다가 갤럭시 S21에 들어간 엑시노스 2100도 발열 이슈가 있어서 쉽게 퀄컴을 뛰어넘지는 못하네요. 다만, 가성비가 좋고 점점 기술력이 좋아지고 있어서 잘하면 퀄컴을 제치고 큰 수익을 낼 수 있을 것으로 보입니다. 

메모리야 삼성이 원가 잘하니까 넘어가고 삼성전자가 의외로 잘하는 것이 이미지센서 부문입니다. 삼성전자는 카메라 제조를 보기하고 이미지센서에 집중하고 있습니다. 그리고 스마트폰 시장에서 이미지센서 시장 점유율 2위가 삼성전자입니다. 1위는 소니입니다. 이런 걸 보면 삼성전자는 소니가 하는 걸 다 하는 느낌이네요. 

삼성전자 아이소셀(ISOCELL) 이미지센서

우리가 사용하는 스마트폰에는 카메라가 1개 이상 달려 있고 각 카메라에는 이미지센서가 달려 있습니다. 삼성전자가 이미지센서 만드는 걸 2017년 경 한국전자전에서 본 기억이 납니다. 당시 삼성전자가 이미지센서도 만들어요라고 물어봤던 기억이 나네요. 

당시는 삼성전자 직원분이 자세히 설명해 줬지만 제가 아는 지식이 없어서 귀등으로 들었는데 이미지센서 쪽 지식을 쌓고 보니 꽤 대단한 기술이었더라고요. 

이 이미지센서에서 중요한 것은 수광률입니다. 즉 외부의 빛을 많이 받아들여야 합니다. 우리가 집안에 햇빛을 많이 받아들이려면 창을 크게 하거나 창을 잘 닦아서 먼지를 줄이면 빛이 더 잘 들어오죠. 그러나 창문과 달리 이미지센서 크기를 마음대로 늘리기 쉽지 않습니다. 스마트폰은 점점 얇아지고 있는데 이미지센서를 큰 것으로 넣으면 발열 문제도 있고 두께도 두꺼워지거나 배터리 소모량도 많습니다. 따라서 이미지센서 크기를 함부로 늘리기 쉽지 않습니다. 

그럼 창이라도 잘 닦아서 항상 수광률을 높여야 합니다. 
삼성전자의 ISOCELL 이미지센서는 격리하다는 Isolate와 세포의 cell 합쳐진 단어로 각 이미지센서를 격리한다는 이름입니다. 

우리가 사용하는 이미지센서를 확대하면 위 사진처럼 사각형 형태의 포토다이오드가 촘촘히 박혀 있습니다. 이 포토 다이오들은 빛을 더 많이 받아들일수록 어두운 곳에서 노이즈가 적은 사진을 담을 수 있습니다. 

야간에 사진 촬영하면 자글자글한 노이즈가 보이는 이유가 빛이 적어서 부족한 빛을 매꾸기 위해서 컬러 노이즈가 발생하는 것이죠. 그래서 이미지센서가 클수록 같은 시간에 받아들이는 빛의 양이 많아져서 노이즈가 더 적습니다. 

최근에 사용해본 풀프레임 미러리스를 사용하면서 이래서 풀프레임 미러리스를 사용하는구나를 알게 되었습니다. 정말 노이즈가 없더라고요. 반면, 스마트폰은 정말 많이 좋아졌지만 야간에는 여전히 노이즈가 좀 발생합니다. 

빛을 조금이라도 더 받아들이기 위해서 나온 기술이 ISOCELL 기술로 각 포토다이오드를 반사율이 좋은 금속 벽으로 둘러서 입구로 들어온 빛이 다른 포토다이오드로 넘어가지 않고 오롯하게 이미지센서에 닿아서 빛을 조금이라도 더 수집할 수 있는 것이 ISOCELL 기술입니다. 이 기술은 삼성전자만 가지고 있는 기술은 아닙니다만 삼성이 선두주자입니다. 

그런데 이걸 좀 더 진화시킨 아이소셀2.0이 나왔습니다. 

삼성 아이소셀2.0이 달라진 점은 기존의 아이소셀은 빛을 가장 먼저 받아들이는 컬러필터 부분에서 일어나는 빛의 산란은 막지 못했습니다. 컬러필터를 지난 빛부터 금속 격벽으로 막아서 빛의 산란을 막았습니다. 

삼성전자 아이소셀2.0은 이 컬러필터 부분에서 산란하는 빛을 수 광하기 위해서 금속 격벽을 컬러필터 부분까지 올려서 조금이라도 빛을 더 수 광합니다. 따라서 이전 아이소 셀보다 큰 변화라고 할 수 없지만 조금이라도 수광률이 높아졌고 이는 저조도 사진에서 노이즈 발생을 더 줄일 수 있습니다. 물론 색상재현력도 올라갑니다. 

또한, 이미지센서를 좀 더 작게 만들 수 있는 기술이기도 합니다. 삼성전자는 5나노니 7 나노하는 집적률이 높은 기술을 가진 회사이고 메모리 제조와 이미지센서 제조가 기술이 크게 다른 것도 아니라서 이미지센서 제조 기술이 아주 좋습니다. 왜 부가가치가 높은 풀프레임 이미지센서를 안 만드는지 모르겠네요. 그쪽은 워낙 캐논이나 소니가 잘 만들기에 도전하지 않은 것일까요?

삼성전자는 아이소셀2.0 기술을 이용해서 0.7um 라인업을 발표할 예정입니다. 더 작게 만들 수 있다는 건 카툭튀를 줄일 수 있다는 것이고 앞으로는 다시 카툭튀가 사라진 스마트폰이 나올 것으로 예상됩니다. 

youtu.be/HMbE1CJsEHs

 

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2 Comments
  • 프로필사진 Favicon of https://zoahaza.net BlogIcon 조아하자 2021.03.07 21:23 신고 사실 삼성의 카메라는 꽤 오래전부터 성능이 좋았어요. 2009년 즈음때부터인가... 삼성 컴팩트 카메라의 결과물을 보고 놀랐었죠. 근데 그땐 의외로 단점이 이미지 품질이 아니라, 카메라의 기계적인 성능(AF 등)이 떨어진다는 거였어서... 잔고장도 좀 있었고... 지금은 그 부분이 많이 좋아진 것 같더군요.
  • 프로필사진 Favicon of https://photohistory.tistory.com BlogIcon 썬도그 2021.03.07 22:42 신고 삼성은 듀얼픽셀 CMOS AF 기술이 있어서 AF 기술은 지금 꽤 좋은데요. 아쉽더라고요
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