삼성은 몇 주 전에 새로운 200MPx 포토 센서를 출시했습니다. 아이소셀 HP3. 이것은 역대 가장 작은 픽셀 크기를 가진 센서입니다. 이제 한국의 거대 기술 기업은 시스템 LSI 사업부와 반도체 R&D 센터의 개발자를 통해 개발에 대해 이야기했습니다.
이미지 센서(또는 포토센서)는 카메라 렌즈를 통해 기기 내부로 들어오는 빛을 디지털 신호로 변환하는 시스템 반도체이다. 디지털 카메라, 노트북, 자동차는 물론 스마트폰 등 카메라가 탑재된 모든 전자 제품에는 이미지 센서가 내장되어 있습니다. 삼성이 지난 3월 선보인 ISOCELL HP200는 0,56/1인치 광학 포맷에 1,4억 XNUMX 마이크론 픽셀(업계 최소 픽셀 크기)을 담은 포토센서이다.
"개별 픽셀 크기가 작아지면 센서와 모듈의 물리적 크기를 줄일 수 있고, 이로 인해 렌즈의 크기와 너비도 줄일 수 있습니다." 삼성 시스템 LSI 사업부의 개발자 기명오 씨가 설명합니다. "이를 통해 돌출된 카메라 등 장치 디자인을 손상시키는 요소를 제거하고 전력 소비를 줄일 수 있습니다." 그는 덧붙였다.
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픽셀이 작을수록 장치가 더 얇아지지만 핵심은 이미지 품질을 유지하는 것입니다. 최첨단 기술로 개발된 ISOCELL HP3는 삼성 최초의 12MPx 포토센서보다 픽셀 크기가 200% 더 작습니다. 아이소셀 HP1, 모바일 기기에서 카메라의 표면적을 최대 20%까지 줄일 수 있습니다. ISOCELL HP3는 더 작은 픽셀 크기에도 불구하고 FWC(Full Well Capacity)를 최대화하고 감도 손실을 최소화하는 기술을 사용하여 개발되었습니다. 더 작은 픽셀 크기는 더 작고 얇은 장치를 만드는 데 이상적이지만 장치에 들어오는 빛이 줄어들거나 인접한 픽셀 사이의 간섭이 발생할 수 있습니다. 하지만 그럼에도 불구하고 삼성은 대처할 수 있었고 기 회장에 따르면 이는 한국 거대 기업의 독자적인 기술력 덕분이라고 한다.
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삼성전자는 0,56 마이크론 크기에서도 높은 성능을 보장하는 Full Depth Deep Trench Isolation(DTI) 기술을 사용해 픽셀 사이에 더 얇고 깊은 물리적 벽을 만드는 데 성공했습니다. DTI는 픽셀 사이에 절연벽 역할을 하는 절연 구성요소를 생성하여 빛 손실을 방지하고 광학 성능을 향상시킵니다. 삼성 반도체 R&D 센터의 개발자 최성수 씨는 이 기술을 건물의 여러 방 사이에 얇은 장벽을 세우는 것에 비유합니다. "일반인의 관점에서 보면 방음 수준에 영향을 주지 않고 자신의 방과 옆방 사이에 더 얇은 벽을 만들려는 것과 같습니다." 그가 설명했다.
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QPD(슈퍼 쿼드 위상 감지) 기술을 사용하면 자동 초점 픽셀의 강도를 200%로 높여 100억 픽셀 모두 초점을 맞출 수 있습니다. QPD는 XNUMX픽셀 이상의 단일 렌즈를 사용하여 촬영되는 피사체의 왼쪽, 오른쪽, 위쪽, 아래쪽의 모든 위상차를 측정할 수 있어 더욱 빠르고 정확한 자동 초점 기능을 제공합니다. 밤에는 자동 초점이 더 정확할 뿐만 아니라 확대해도 고해상도가 유지됩니다. 저조도 환경에서 화질이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 삼성은 혁신적인 픽셀 기술을 사용했습니다. "저조도 환경에서 2개 또는 XNUMX개의 인접한 픽셀을 결합하여 하나의 큰 픽셀처럼 작동하는 독점 TetraXNUMXpixel 기술의 향상된 버전을 사용했습니다." 최씨는 말했다. 향상된 픽셀 기술을 통해 시야를 잃지 않고 8fps의 30K 해상도와 4fps의 120K 동영상을 촬영할 수 있습니다.
기 씨와 최 씨는 새로운 포토센서를 개발하는 과정에서 여러 기술적 난관에 부딪혔지만(특히 삼성이 처음으로 사용한 DTI 기술 적용) 여러 팀의 협력 덕분에 극복했다고 말했다. 까다로운 개발에도 불구하고 한국의 거대 기업은 최초의 200MPx 센서를 발표한 지 XNUMX년도 채 되지 않아 새로운 센서를 출시했습니다. 어떤 스마트폰으로 출시될지는 현재로서는 아직 불분명합니다.
