용어사전

CMOS 이미지 센서

[CMOS image sensor, CIS]

카메라 렌즈로 들어온 빛을 디지털 신호로 변환해 이미지로 보여주는 반도체. CMOS 구조를 가진 저소비전력형의 촬상소자로 스마트폰용 카메라뿐 아니라 스마트TV, 의학용 소형 촬영장비, 보안시스템 등 디지털 기기에 탑재되고 있다. 자율주행차에서도 중요한 역할을 하며 사물인터넷(IoT) 시대가 본격적으로 열리면 시장은 더욱 커질 전망이다.

일본의 소니가 글로벌 CIS 시장의 부동의 일인자이지만, 2020년 들어 변화가 일고 있다.
2019년 1분기 기준으로 일본 소니가 전체 시장의 절반(51.1%)을 차지해 2위인 삼성전자(17.8%)를 크게 앞섰지만, 2020년 3분기 기준으로는 삼성전자의 점유율이 21.4%로 늘어난 반면 소니의 점유율은 44.2%로 줄어드는 등 삼성전자의 추격이 가파르다.

삼성전자의 선전은 ‘기술력’이 결정적 영향을 미쳤다는 분석이 나온다. 삼성전자는 2002년 이미지센서 양산을 시작했다. 메모리 반도체 사업 노하우를 설계 및 생산에 적용해 품질을 획기적으로 높였다. 9개의 인접 화소를 하나로 묶어 어두울 때는 밝게, 밝을 때는 더 선명하게 이미지를 촬영할 수 있는 기술이 대표적이다.

2019년 11월엔 1억800만 화소 제품 ‘아이소셀 브라이트 HMX’를 세계 최초로 출시했다. 이 제품은 샤오미, 오포, 비보 등 중국 스마트폰 업체와 중국 레노버가 인수한 모토로라 등의 프리미엄 스마트폰에 들어간다. 현재 소니의 최고 화소 제품은 6400만 화소다. 한 반도체 업체 관계자는 “아이소셀 브라이트 모델은 성능이 좋은 만큼 가격도 비싼 고부가 제품”이라고 설명했다.

운도 따랐다. 소니의 주요 납품처인 미국 애플이 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산의 직격탄을 맞고 아이폰SE, 아이폰12 등 신제품 출시를 줄줄이 연기한 반면 코로나19가 주춤해진 중국에선 핵심 고객사들이 경쟁적으로 신제품을 출시했다.

SK하이닉스도 경쟁 가세
이미지센서 시장은 계속 커질 전망이다. 시장조사업체 TSR에 따르면 CMOS이미지센서 시장 규모는 2020년 197억달러(약 22조6600억원)에서 2024년 270억달러(약 32조2000억원)까지 확대될 것으로 예상된다. 스마트폰 한 대에 들어가는 카메라 수가 3~4개로 늘었고, 자율주행차와 스마트공장에서도 이미지센서에 대한 수요가 커지고 있어서다.

SK하이닉스 등 후발 업체들이 신제품을 내놓으면서 경쟁도 가열되고 있다. SK하이닉스는 2019년 ‘블랙펄’이란 이미지센서 브랜드를 공개하고 800만~2000만 화소대 시장을 공략 중이다. 점유율도 2019년 2%대에서 올 2분기 3.4%까지 상승했다.

삼성전자는 크기는 더 작고 화소는 더 높은 고부가가치 제품 중심으로 시장 점유율을 높일 계획이다. 카메라 성능에 대한 소비자들의 눈높이가 올라가면서 6400만 화소 이상 ‘초고화질’ 이미지센서 시장 규모가 2024년까지 연평균 87% 커질 것으로 예상되기 때문이다.

소니는 2021년 완공을 목표로 1000억엔(약 1조1267억원)을 들여 일본 나가사키현에 생산라인을 증설하고 있다. 월 생산량(웨이퍼 투입량 기준)은 10만9000장에서 13만8000장으로 늘어난다. 소니는 2025년까지 시장 점유율을 60%로 끌어올리겠다고 밝혔다.