▲ 2000년대 초반부터 현재까지 HDR 이미지 센서의 개발 타임라인

사진의 동적 범위(Dynamic Range)를 향상시키기 위한 노력

▲ HDR을 적용한 사진 vs 미적용한 사진

최근 스마트폰 카메라 센서의 기능과 구성은 DSLR 카메라에 버금가는 수준이다. 그러나 DSLR 카메라는 3~4μm(마이크로미터)의 픽셀 크기와 14bit 이상의 ADC(Analog-to-Digital Converter)*를 갖추고 있지만, 스마트폰 카메라는 스마트폰 크기의 제약으로 일반적으로 약 1μm의 픽셀 크기와 10bit ADC로 구성되어 있다. 이에 따라 저조도 환경에서의 이미지 품질과 동적 범위(Dynamic Range, DR) 측면에서 현재 스마트폰은 DSLR에 뒤처지고 있으며, 보증카지노* 산업은 이를 개선하기 위해 노력 중이다.

동적 범위는 FWC(Full Well Capacity)*와 TN(Temporal Noise)*의 비율로 정의되며, FWC를 높이거나 TN을 낮추는 방법으로 동적 범위를 향상할 수 있다. 그러나 이러한 방법은 픽셀 구조와 회로 개선 등 고도의 기술이 필요하기 때문에, 다양한 가격대의 스마트폰에 모두 적용하기에는 한계가 있다.

▲ 동적 범위를 구하는 방정

하지만 SK하이닉스는 스마트폰의 픽셀 구조와 ADC를 유지한 채 ISP* 하드웨어 로직을 추가하여 동적 범위를 개선하는 방식으로 HDR 기술을 구현하고 있다. 이를 통해 스마트폰 가격과 무관하게 스마트폰에서 HDR 기능을 경험할 수 있도록 지원한다.

QHDR에서 DAG & iDCG HDR까지 – SK하이닉스 HDR 기술 개발의 역사

SK하이닉스의 HDR 기술은 2017년 QHDR 개발 이후 눈부신 발전을 이뤄냈다.

▲ 다양한 HDR 기술의 장단점을 보여주는 표

QHDR(2017년 개발)

QHDR(Quad-Sensor HDR)은 Quad CFA(Color Filter Array)*를 활용한 다중 노출 시간 기반의 HDR 기술이다. Quad CFA에 픽셀별 노출 시간을 패터닝한 단일 프레임 영상을 촬영하여, 이를 합성하여 동적 범위를 확장하는 방식이다. Quad CFA 기술이 발전하면서 고해상도 센서의 경쟁력을 높이기 위해 HDR 기능을 센서에 통합했고, 이를 통해QHDR이 개발되었다. 그리고 QHDR의 합성 방식과 톤 매핑(Tone Mapping) 프로세스와 같은 기능을 센서에서 지원한다.

▲ 센서 내 QHDR 블록의 개념도

sHDR(2018년 개발)

QHDR은 센서에 HDR 기술을 통합하여 구현했기 때문에 센서 자체에 상당한 하드웨어 리소스가 필요하다. 하지만 sHDR은 센서와 AP(Application Processor)*가 함께 동작해 품질과 동적 범위를 최적화하는 기술이다.

sHDR은 센서가 다양한 노출 시간으로 여러 이미지를 촬영해 AP로 전송하면 AP가 이를 합성하고 톤 매핑하여 HDR 이미지를 구현한다. 이때 센서는 여러 이미지를 빠르게 AP로 전송할 수 있어야 한다.

▲ sHDR에서 센서와 AP의 역할

iDCG-HDR(2021~2022년 개발)

QHDR과 sHDR은 여러 노출 시간으로 이미지를 촬영하기 때문에 움직이는 피사체를 촬영할 때 이미지의 왜곡(Motion Artifacts*)이 발생할 수 있다. SK하이닉스는 이 문제를 해결하기 위해 iDCG-HDR 기술을 개발했다.

DCG(Dual Conversion Gain)는 센서가 동일한 빛을 받아도 출력 밝기를 조절할 수 있는 혁신적인 기술이다. iDCG-HDR은 한 번의 노출 동안 다른 밝기로 촬영된 HCG(High Conversion Gain) 이미지와 LCG(Low Conversion Gain) 이미지를 하나로 합쳐 HDR을 구현한다.

센서는 두 프레임의 이미지를 합성하는 ISP를 지원하며, DCG 비율이 1:4인 경우 약 12dB의 동적 범위를 제공한다.

▲ iDCG-HDR 블록의 개념도

DAG-HDR(2023년 개발)

iDCG-HDR은 QHDR과 sHDR보다는 이미지의 왜곡을 줄이지만, 물리적으로 고정된 CG(Conversion Gain)*를 사용하기 때문에 다양한 촬영 조건에서 동적 범위 개선에 제약이 있다. 또한 CG를 제어하기 위해 트랜지스터를 추가해야 하므로 제조 비용이 많이 드는 단점이 있다.

DAG-HDR 기술은 서로 다른 AG(Analog Gain)*로 촬영한 두 장의 사진을 합성하여 HDR을 구현한다. 비록 최대 동적 범위는 iDCG-HDR보다 낮지만, 필요에 따라 조정할 수 있어 저가형 스마트폰에서도 HDR를 구현할 수 있다.

DAG & iDCG HDR(2023년 개발)

DAG & iDCG HDR 기술은 DAG-HDR과 iDCG-HDR의 장점을 결합한 방식이다. 단일 노출 시간을 기반으로 한 HDR 기술로 사용자의 다양한 촬영 조건에도 이미지 왜곡을 최소화하고 동적 범위를 유연하게 늘릴 수 있다.

이 기술은 CG 비율이 1:4이고 AG가 16x일 때, 최대 36dB까지 동적 범위를 향상시킬 수 있다.

▲ DAG & iDCG HDR 블록의 개념도

앞으로 SK하이닉스는 다양한 촬영 조건에서 사진의 동적 범위를 향상하면서 이미지의 왜곡을 최소화하는 DAG & iDCG HDR 개발에 집중, 보증카지노 기술을 고도화하여 모든 스마트폰 사용자가 HDR의 잠재력을 경험할 수 있도록 최선의 노력을 다할 것이다.

“회사가 지금의 D램과 낸드플래시 위상을 얻은 건 과거 선배들의 어려울수록 더 강해지는 도전정신이 있었기 때문입니다. 보증카지노 역시 이러한 도전정신을 이어받아 많은 혁신을 이루고 있습니다. 동료들과의 대화에서 항상 많은 것들을 배우고 새로운 아이디어를 얻고 있습니다. 이번 장관 표창은 혼자만의 성과가 아닌 보증카지노 제품 개발에 참여한 모두가 함께 받은 상이라고 생각합니다.”

SK하이닉스 보증카지노 Platform Design 신민석 팀장이 지난 4월 21일 ‘제56회 과학의 날’을 맞아 진행된 ‘2023년 과학기술진흥 정부포상’에서 과학기술정보통신부장관 표창을 수상했다.

신 팀장은 2012년 6월 SK하이닉스 보증카지노 사업부에 입사해 10년이 넘는 기간 동안 회사의 보증카지노* 기술개발을 이끌어왔으며, 사업 영역을 확장하는 데 공헌했다는 평가를 받고 있다. 특히, 4차산업혁명 시대 핵심 기술이 될 것으로 전망되는 ToF* 기술 기반의 3D센서 제품을 개발하고 양산하는 등 미래 먹거리가 될 사업의 근간을 마련했다.

* 보증카지노(CMOS Image Sensor) : 상보성 금속 산화물 반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS) 구조를 가진 저소비전력형의 촬상소자로 카메라 폰, 웹 카메라, 의학용 소형 촬영 장비 등 전자 디지털 기기에서 일종의 전자 필름 역할을 한다.

* ToF(Time of Flight) : 3D 카메라를 위한 3차원 거리 측정 기술. 빛이 물체에 반사돼 돌아오는 시간을 기준으로 거리를 측정하는 직접적 ToF와 반사돼 돌아오는 위상 지연(Phase Shift) 차이**를 이용해 거리를 측정하는 간접 ToF가 있다.

** 위상 지연(Phase Shift) 차이 : 원에서 물체로 보낸 빛의 파장과 물체에 반사돼 센서로 돌아온 빛의 파장 사이의 차이

▲ 2023년 과학기술진흥유공자 장관표창 전수식에서 구자균 한국산업기술진흥협회장으로부터 표창장을 수여받는 신민석 팀장 사진과 수상자 단체사진

▲ 2023년 과학기술진흥유공자 장관표창 전수식에서 구자균 한국산업기술진흥협회장으로부터 표창장을 수여받는 신민석 팀장 사진과 수상자 단체사진

지난 5월 2일 서울 양재동 엘타워에서 열린 장관표창 전수식에서 가족의 축하와 함께 표창장을 받은 신 팀장은 “반도체는 많은 전문가가 모여 각자 분야의 첨단기술을 통해 만들어 내는 예술작품과도 같은 것”이라며 “함께 한 많은 동료들의 노력으로 만들어진 성과에 대해 저는 단지 대표로 상을 받은 것뿐”이라고 소감을 전했다.

SK하이닉스의 보증카지노와 ToF 등 기술 개발을 이끌어 오며, 새로운 성장동력을 만들어 가는 그의 이야기를 뉴스룸이 직접 들어봤다.

이미지센서, 새로운 미래를 보는 반도체

스마트폰 카메라에 사용되는 보증카지노는 사물에서 반사되어 나오는 빛을 디지털 신호로 변환하는 핵심 센서다. 과거 필름 카메라로 사진을 촬영할 때는 조명이나 렌즈, 필름 등 다양한 도구들이 필요했지만, 이제는 보증카지노라는 반도체를 통해 간편하게 촬영하고 바로 디지털 정보로 전환해 저장할 수 있다.

▲ 최근 발전된 보증카지노 기술로 다양한 기능들이 추가되고 있다고 설명하고 있는 신민석 팀장

“최근에 스마트폰 카메라를 통해 손쉽게 활용하는 다양한 기능들이 있는데요. 예를 들면, 100배 줌이라던가, 나이토그래피(야간촬영 모드)와 같은 것들이 그것이죠. 이러한 새로운 카메라 기술들은 보증카지노를 기반으로 구현할 수 있습니다.”

보증카지노는 이미지 정보를 디지털 신호로 변환하는 것뿐 아니라 제품이 더 작아지면서 전력 소모를 줄이는 것을 가능하게 한다. 스마트폰과 같은 무선 디바이스의 경우, 한정된 배터리 전력을 통해 수많은 기능들을 구동해야 하므로 각 반도체의 저전력은 선택이 아닌 필수다. 이 때문일까? 신민석 팀장이 SK하이닉스에 처음 입사해 보증카지노 사업부에서 진행했던 프로젝트 역시 보증카지노의 노이즈* 개선과 저전력 회로 설계 기술 개발이었다.

* 노이즈(Noise) : 전자공학이나 기계제어 분야에서 기계의 동작을 방해하는 전기신호를 의미한다. 이미지나 영상 등에서는 자글자글한 형태로 보인다.

“4차산업혁명이 진전되면서 자율주행과 인공지능(AI)을 중심으로 하는 로봇 공학이 주목받고 있습니다. 현재의 자율주행에도 보증카지노를 활용하지만, 가까운 미래에 완전 자율주행을 구현하기 위해 전장(電装) 분야의 이미지센서 수요는 더욱 확대될 것으로 예상합니다. 그리고 로봇공학을 살펴봐도 마찬가지입니다. 보통 사람의 두뇌가 접하는 데이터 중 60% 정도는 시각을 통해 들어온다고 합니다. 사람의 역할을 대신하게 될 로봇 역시 그만큼 시각 데이터의 수집이 중요합니다. 이는 결국 이미지센서를 통해 이뤄지게 될 것이고요. 미래 핵심기술을 구현하기 위해 꼭 필요한 보증카지노는 추후 성장 가능성이 무궁무진하다고 생각합니다.”

그는 미래 핵심 기술 중 하나로 평가받는 ToF 기반 기술 제품 개발 및 양산화도 이끌고 있다. 3D 카메라를 위한 기술인 ToF는 2D로 구현되는 이미지의 영역을 넘어 실제 사물과의 거리를 측정해 3D 이미지를 구현할 수 있게 하는 기술로 사람의 행동을 인식하거나 얼굴 인증 등의 정밀도를 높일 수 있다.

신 팀장은 ToF 기술은 고객에게 더 양질의 제품을 제공할 수 있고, 제품 포트폴리오의 다양성을 확보할 수 있다고 강조했다.

새로운 것을 향한 도전, “어려웠지만, 보람차”

“SK하이닉스의 D램과 낸드플래시도 현재의 지위에 오르기까지 후발주자로서 힘들었던 시기를 겪었을 것입니다. 과거 선배들의 도전을 통한 기술 개발로 현재의 위치에 올라설 수 있었을 것이고, 지금의 저와 우리 구성원들 역시 이러한 혁신을 위한 도전 정신을 이어받았다고 생각합니다.”

신 팀장은 이미 견고하게 구축돼 있던 보증카지노 시장에 SK하이닉스는 새롭게 도전하는 후발주자로서 많은 어려움이 있었다며 지난 과거를 회상했다.

“지난 2015년에는 200mm 8M BSI* 제품을 개발해서 시장에 내놓았는데요. 당시 우리가 출시했던 제품은 경쟁사보다 작은 크기로 제작되며, 시장에서 큰 호응을 얻기도 했습니다. 이 제품을 개발하는 과정에서 우리는 한 번도 시도해 보지 않았던 기술들을 적용했습니다. 새로운 기술을 적용하는 과정은 매우 힘들었지만, 우리의 자체 기술이 적용됐다는 점과 이에 따라 시장에서 큰 사랑을 받는 제품이 됐다는 점 덕분에 아주 보람찬 기억으로 남아 있습니다.”

* BSI(Back Side Illumination, 후면 조사형 기술) : 카메라 이미지센서의 빛을 받는 부분을 칩의 최상부에 배치해 배선층에 의한 빛의 난반사를 막고 단위 화소당 빛 흡수율을 높여 광전 효율을 최대화할 수 있도록 하는 기술

8M BSI 제품 이후 신민석 팀장은 2017년부터 16M 제품 개발을 이끌었다. 웨이퍼 2개를 붙여 하나의 센서를 만드는 기술로 상판은 빛을 받는 용도로만 적용하고, 하판에는 받은 빛을 디지털 신호로 전환하는 역할 등 로직의 영역으로 구축해 칩의 크기를 더 작게 만들 수 있었다.

“2017년 당시를 회상해 보면, 후발주자인 우리에게는 어려움이 많았습니다. 이미 시장에는 비슷한 제품들이 나오고 있었는데, 우리는 완전히 처음부터 시작하는 상황이었으니까요. 시행착오도 많았고 연구도 상당히 오래 했던 기억이 납니다. 어렵게 개발했던 제품인 만큼, 지금은 당시에 만들었던 픽셀과 아키텍처들이 후속 제품 개발에 베이스가 돼서 큰 도움이 되고 있습니다.”

신 팀장은 사업을 진행하는 데 시장의 반응이 중요한 요소이지만, 더 나은 제품을 개발하기 위해서는 작은 실패 역시 중요한 자양분이 된다고 설명했다.

“특히 기억에 남는 프로젝트는 당사 최초 300mm 스택 센서 개발하는 데 참여한 것이었습니다. 개발 초창기에 갖은 불량들을 다 만나며 문제를 해결해 나갔습니다. 제품이 큰 성과를 내진 못했지만, 당시 고민해 만들었던 설계 구조와 기술들이 향후 300mm에서 스택 센서를 개발하는 데 밑거름이 되었다고 생각합니다.”

‘혁신’ 혼자선 만들 수 없어

끝으로 신민석 팀장은 본인 스스로가 생각하는 ‘혁신 정신’에 대해 다음과 같이 설명했다.

“혁신은 ‘무에서 유를 창조하는 것’이 아니고 ‘거인의 어깨에 서서 세상을 바라볼 때 만들어 낼 수 있는 것’이라고 생각합니다. 제가 관여했던 당사의 35건의 특허 중 어떠한 것도 무에서 창조한 것은 없습니다. 가장 중요했던 것은 동료들과의 대화였습니다. 우리 SK하이닉스 구성원들을 둘러보면 정말 뛰어난 분들이 많습니다. 저는 동료들과의 대화에서 항상 많은 것들을 배우고 새로운 아이디어를 얻고 있습니다. ‘혁신 정신’이라는 것은 동료들을 존중하고, 경청하는 데서 시작된다고 생각합니다. 이와 함께 문제를 해결해야 한다는 적극적인 관심과 새로운 시도에 대해 두려워하지 않는 자세가 중요하겠죠. 최근 업계의 다운턴 상황으로 많은 어려움이 있지만 우리가 모두 함께하면 충분히 이겨낼 수 있을 것입니다.”

20년 이상 SK하이닉스의 성공 스토리를 함께 써온 보증카지노 비즈니스 송창록 담당에게서 굳건한 ‘자신감’이 느껴졌다. SK하이닉스 보증카지노 사업의 체질 개선이라는 쉽지 않은 과제가 맡겨졌지만, 집념을 발휘해 더 나은 미래를 위해 필요한 일들을 하나씩 해나가고 있었다. 그리고 그 밑바탕에는 현재의 노력이 미래에는 성공으로 이어질 것이라는 확고한 믿음이 자리하고 있었다.

반도체 산업 차세대 먹거리’ 보증카지노 시장에서 도약을 꿈꾸는 ‘준비된 도전자’

‘CMOS 이미지 센서(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor, 이하 보증카지노)’는 렌즈를 통해 받아들인 빛의 색과 밝기를 전기신호로 변환해 처리 장치에 전달하는 반도체다. 스마트폰 등 다양한 IT 기기에서 ‘눈’ 역할을 하는 이미지 센서의 중요성이 높아지면서 관련 시장이 급격히 성장하고 있다. 시장조사기관 가트너가 지난 6월 발표한 자료에 따르면 보증카지노 시장규모는 2021년 199억 달러에서 2025년 263억 달러로 연평균(CAGR) 7.3% 성장할 것으로 전망된다. 같은 기간 전체 반도체 시장은 연평균 4.0%, 메모리 반도체 시장은 4.1% 성장이 예상되는 것에 비해 매우 높은 기대치다.

“보증카지노는 인간의 눈을 대체하는 수준을 넘어 기능을 확장하는 방향으로 발전하고 있습니다. 앞으로 모바일 분야를 넘어 보안(Security), 로봇(Robot), 자율주행(Automotive), 증강현실/가상현실(AR/VR) 분야 등에서 활용 폭이 확대될 것으로 예상됩니다. 이에 따라 보증카지노 사업은 앞으로 D램, 낸드플래시와 함께 SK하이닉스 성장의 한 축이 될 것으로 확신합니다”

특히 송 담당은 보증카지노 사업이 여러 측면에서 메모리 반도체 비중이 높은 SK하이닉스와 합이 잘 맞는 사업 분야라고 평가했다.

“메모리 반도체 시장이 성장하고 기술이 발전하면서 신규 팹(Fab) 건설, 새로운 공정과 장비 도입 등이 이어지고 있습니다. 이러한 과정 중 발생되는 유휴 자산과 선행 기술 등은 보증카지노 사업에 적용이 가능합니다. 보증카지노는 메모리와 비교할 때 요구되는 미세화 수준은 낮지만 생산에 필요한 장비와 공정이 비슷하기 때문입니다.

또 보증카지노 사업은 SK하이닉스가 비메모리로 시장으로 확대해 나갈 수 있는 교두보 역할을 한다는 점에서 중요성이 큽니다. 시장 성장에 효과적으로 대응하며 제대로 성공 스토리를 만들어 보겠습니다”

현재 보증카지노 시장의 선두주자는 소니와 삼성전자다. 이 두 기업이 차지하고 있는 시장 점유율(매출 기준)은 약 80%이며, 나머지 약 20%를 놓고 SK하이닉스, 옴니비전, 갤럭시코어 등이 경쟁하고 있다.

하이엔드(High-end) 시장 진입이 늦어 점유율 확대에 어려움을 겪고 있는 후발주자. 이것이 SK하이닉스 보증카지노 사업의 현주소다. 하지만 앞으로도 그 자리에 머물까? 송 담당은 이 질문에 “그렇지 않을 것”이라고 단언하며, 그 근거도 명확하게 제시했다.

“후발주자로서 그간 일부 시행착오를 겪었지만, 꾸준한 성장세를 이어왔습니다. 처음 고객들은 SK하이닉스가 보증카지노 사업을 할 수 있다는 가능성 자체를 의심했으나, 지금은 13MP(메가픽셀) 이하의 저화소 영역의 메이저 공급사로 인정받고 있습니다. 높은 부가가치를 창출할 수 있는 32MP 이상 고화소 시장으로 확장하기 위해 연구개발 역량을 강화하고 생산성 확보에 매진하며 내실을 다지고 있습니다.

무엇보다 SK하이닉스는 보증카지노의 신뢰성을 좌우하는 ‘픽셀 미세화(Pixel Shrink)’ 기술을 확보하는 데 큰 이점을 갖고 있습니다. D램 분야에서 이미 오랫동안 셀(Cell) 미세화 노하우를 축적했고, 생산 라인에는 검증된 장비들이 배치돼 있습니다. 경쟁사가 여러 단계를 거칠 때 우리는 지름길을 찾아갈 수 있습니다. 이러한 장점들을 잘 활용하면서 경쟁력을 강화하겠습니다”

이처럼 어려운 여건 속에서도 글로벌 보증카지노 시장에서 의미 있는 점유율을 확보한 SK하이닉스의 다음 목표는 무엇일까? 송 담당은 “선두권 대열에 합류하는 것”이라고 답했다.

목표 달성을 위한 선결과제로는 ‘제품 포트폴리오 확보’와 ‘개발 경쟁력’을 꼽았다. 그는 “선두주자와 동등한 수준의 제품 라인업을 같은 시기에 시장에 내놓을 수 있어야 한다”고 강조하며, 이를 위해 현재 구사하고 있는 세 가지 전략도 공유했다.

“첫 번째 전략은 사용자 경험(UX, User Experience)과 고객 경험(CX, Customer Experience) 분석을 강화해 고객이 원하는 제품과 시장의 흐름을 정확히 파악하는 것입니다. 이를 위해 고객이 있는 현지로 구성원을 전진 배치했고, 거점별로 팀을 구성해 지역별로 고객을 전담하는 체계를 갖췄습니다. 고객과 튼튼한 관계가 구축되면 초기 상품기획에 힘이 실릴 것으로 기대하고 있습니다. 

두 번째 전략은 제품 개발 기간을 단축하는 것입니다. 빠르게 변화하는 시장 변화에 성공적으로 대응하기 위해서는 개발 속도를 더 높여야 합니다. 주요 제품을 동시에 개발하는 전략 등을 구사하며 고화소 제품 라인업을 신속하게 확보하겠습니다.

세 번째 전략은 개발 체계를 혁신하는 것입니다. 제품 개발 기간을 단축하려면 요소기술을 사전에 확보해야 합니다. 필요한 기술들을 한발 앞서 개발하고 이를 라이브러리(Library) 형태로 구축한 뒤, 그때그때 꺼내 활용하는 체계를 만들어가고 있습니다. 현재 한국, 미국, 일본 3국에 흩어져 있는 개발 인프라를 하나의 체계로 묶는 시도도 하고 있습니다. ‘글로벌 원(Global One) R&D’ 체계가 갖춰지면 요소기술 확보에 더 속도가 붙을 것입니다”

보증카지노 사업을 책임지고 있는 입장에서 현재의 경쟁에서 뒤처지지 않는 것도 중요하지만, 다가올 미래를 미리 준비하는 노력도 필요하다. 특히 송 담당은 머지않은 시기에 시장이 격변할 것으로 보고, 이를 대비하는 데 많은 노력을 기울이고 있다.

“아날로그 방식으로 구동하는 보증카지노는 D램처럼 계속 픽셀 크기를 줄일 수 없습니다. 미세화 한계에 도달했을 때 이를 극복하려면 공정 기술이 아닌 주변 기술에서 새로운 혁신이 필요합니다. 앞으로 보증카지노는 단순한 비주얼 센서(Visual Sensor)에 머물지 않고, 인포메이션 센서(Information Sensor)나 인텔리전스 센서(Intelligence Sensor)로 진화할 것입니다. 이에 따라 경쟁의 패러다임도 바뀝니다.

시장의 격변기에는 지금까지의 기술 격차가 무의미해지고 시장점유율도 재편될 것입니다. 다가올 이 승부처에서 선두주자로 발돋움하는 것이 최우선 과제입니다. 미리 준비해야 도약할 수 있습니다. ‘글로벌 원 R&D’를 통해 시장에 대한 인사이트(Insight)를 얻고, 관련 기술을 확보하기 위해 힘쓰겠습니다”

SK하이닉스의 성공 스토리를 함께 써온 ‘혁신의 주역’

송 담당은 무기재료공학 전공으로 박사학위를 받고 1999년 SK하이닉스(당시 현대전자) 메모리연구소에 입사했다. 이후 반도체 현장에서 혁신이 필요할 때마다 해결사로 투입돼 매번 기대 이상의 성과를 내오고 있다. 실제 D램 제조부문, 미래기술연구원 등에서 공정 혁신을 주도하며 수율 향상에 기여했고, 2017년부터 2020년까지는 DT(Digital Transformation, 디지털 전환)를 담당하면서 CIO(Chief Information Officer)로서 전사 업무 프로세스와 시스템 혁신을 주도했다. 지금은 미래 먹거리인 보증카지노 사업을 맡아 새로운 도약을 위해 체질을 개선하는 역할을 맡고 있다.

“불편한 것을 잘 참지 못하는 성격입니다. 누가 시키지 않아도 더 좋은 방법이 있다면 무조건 써야 직성이 풀립니다. 그렇게 변화를 주고 나면 성과가 나고, 성과를 올리니까 비슷한 업무를 계속 맡게 된 것 같습니다”

혁신은 말처럼 쉽지 않은 일이다. 어떻게 매번 혁신에 성공할 수 있었을까? 그는 그 비결로 SK하이닉스만의 ‘위기 극복 DNA’를 꼽았다.

“혼자 잘해서 얻은 성공이 아니라 동료들과 함께 이뤄낸 성과라고 생각합니다. SK하이닉스 구성원들에게는 난제를 만나면 똘똘 뭉쳐 극복해 내려는 남다른 ‘열정 DNA’와 불합리한 것을 보면 못 참는 ‘혁신 DNA’가 있습니다. 1990년대 말 외환 위기 시절이나 2000년대 말 전세계 금융 위기 때 어려움에 빠진 회사를 다시 살려내는 선배들에게서 많은 유산을 얻었습니다. 마찬가지로 더 좋은 시스템과 유산을 후배들에게 남겨야 한다는 마음가짐을 늘 갖고 있습니다”

회사 내에서 보증카지노 사업은 역사가 오래되지 않은 만큼, 전체적인 시스템이나 업무 방식 측면에서 채워가야 할 부분이 많다. 이에 송 담당은 구성원들의 ‘혁신 DNA’를 다시 한번 일깨워 ‘일하는 방식’을 새롭게 디자인해가고 있다.

먼저 보증카지노 담당 내 조직 체계를 재편했다. 보증카지노 사업이 가진 B2C(Business to Customer) 특성을 고려해, 시작 단계부터 제품 중심 사업 체계를 정립한 것. ‘기술’을 담당하는 기능 조직은 소자와 공정 등 개발과 양산을 묶어 하나의 조직으로 구성했고, ‘사업’을 담당하는 PM(Product Manager) 조직을 별도로 구성해 각 제품을 담당하는 PM이 기획부터 양산까지 전체 프로세스를 종합적으로 관리하도록 했다. 이들이 씨줄과 날줄로 기능하며 효율적으로 일할 수 있도록 각 제품 특성에 맞게 구체적인 업무 프로토콜을 디자인하는 ‘제품 개발 사전 관리 태스크포스(TF)’도 구성했다.

“보증카지노 사업은 다품종 소량생산 체계, 복잡한 산업 생태계 등 메모리 반도체 사업과는 다른 특성을 가지고 있지만, 그간 기존 메모리 반도체 프로세스나 시스템을 그대로 사용해 비효율적인 측면이 일부 있었습니다. 이를 보증카지노 사업에 맞게 개선해 의사결정의 속도를 높이고 업무 효율을 향상하는 데 주안점을 뒀습니다”

구성원들이 일하는 방식도 바꿨다. 불합리하거나 비효율적인 업무 방식을 찾아 개선하고, 불필요한 커뮤니케이션 발생을 최소화했다. DT를 추진하여 업무 자동화와 지능화에도 속도를 내고 있다.

“한 사람이 처리하는 일의 양을 효율적으로 늘리려면 그 사람이 중요한 업무에 집중하는 동안 서류 업무(Paper Work)나 단순 반복 업무는 시스템에서 처리되고 진행돼야 합니다. 그러려면 제품 개발 시점부터 양산 시작 시점까지 약속된 업무 프로토콜이 갖춰져야 합니다. 이를 위해 큐브(CUBE, 사내 메신저), 아이플로우(iFlow, 사내 블로그), 지라(Jira, 프로젝트 관리 시스템) 등 IT 시스템을 적극 도입했고, 이를 활용해 보증카지노 담당만의 ‘운영 기준(Operation Standard)’을 정립 중입니다.

운영 기준에 의해 약속된 업무 프로토콜이 시스템에 탑재되면, 업무의 한 단계가 끝나고 다음 단계로 넘어갈 때 회의나 보고 절차 없이 다음 담당자에게 자동으로 업무가 전달됩니다. 업무 진행 상황을 관리하는 별도 인력도 필요치 않습니다. 구성원들은 회의나 보고 준비에 노력을 쏟기보다 전달된 업무를 효율적으로 수행할 방법을 찾는 데만 VWBE(자발적이고 의욕적인 두뇌 활동, Voluntarily, Willingly Brain Engagement)할 수 있습니다. 이를 통해 인당 생산성이 향상되면 그만큼 보증카지노 사업의 경쟁력도 강화됩니다”

‘일.방.혁’ 통해 구성원 행복 찾아주는 ‘따뜻한 혁신가’

송 담당의 ‘일.방.혁(일하는 방식의 혁신)’은 구성원 행복과도 맞닿아 있다. 그는 회사에서 가장 행복할 때를 ‘아무 문제도 발생하지 않고 순조롭게 업무가 진행될 때’로 정의하고, 이를 위해서는 ‘철저한 사전관리’가 필요하다고 강조했다.

“정해진 프로토콜에 의해 업무가 물 흐르듯이 잘 진행되면 구성원들의 커뮤니케이션도 긍정적으로 변화합니다. 그러면 각 구성원은 회사에서 겪은 여러 좋은 경험을 집으로 가져가 가족들에게도 그 행복을 나눠줄 수 있게 됩니다. 이처럼 직장인은 돈뿐만 아니라 행복도 벌 수 있어야 합니다. 

순조롭게 업무가 진행되려면 회사 차원의 사전 관리가 필요합니다. 그 사전 관리는 ‘구성원에 대한 꾸준한 관심’입니다. 사랑의 반대말이 증오가 아니고 무관심인 것처럼 행복의 반대말도 불행이 아니라 무관심입니다. 서로에게 관심을 갖고 변화를 이끌어내 업무 환경과 동료의 태도가 긍정적으로 바뀌어야, 구성원들이 행복해질 수 있습니다” 

송 담당은 긍정적인 조직문화를 형성하기 위해 보증카지노 담당 구성원 간 소통 방식도 바꿨다. ‘공유’와 ‘연결’을 통해 소통을 가로막는 요소를 제거하고, 수평적인 소통이 이뤄지도록 했다.

“조직 간 소통을 방해하는 장벽을 없애기 위해 가장 먼저 각 부서에서 현재 하고 있는 업무를 ‘아이플로우’에 공유하도록 하고, 모든 업무상 소통을 ‘큐브’로 하도록 했습니다. 그렇게 누가 어떤 업무를 하는지 언제든 찾아볼 수 있게 되고 온라인 공간을 활용해 시간이나 공간의 제약 없이 손쉽게 정보를 공유할 수 있게 돼, 소통의 질이 향상됐습니다. 

다음으로는 ‘일.방.혁’이라는 목표를 제시하고, 그 필요성을 공유했습니다. 중장기 과제를 정하고 체질 개선을 위해 사전 관리 시스템도 도입했습니다. 그렇게 보증카지노 담당이 나아갈 방향을 제시했고, 그 결과 지금은 서로 거리낌 없이 소통하며 모두가 같은 그림을 그려나갈 수 있는 조직 문화가 자리를 잡았습니다”

‘일.방.혁’ 방법론으로는 ‘ERRC’를 채택했다. ERRC는 Eliminate, Raise, Reduce, Create의 첫 글자를 딴 약어다. 불합리하고 비효율적인 요소들을 제거한 뒤(Eliminate) 기존 방법을 개선하고(Raise), 불필요한 업무를 줄여(Reduce) 더 효율적인 업무 방식을 창조하는 데 사용하는(Create) 일련의 활동을 의미한다.

“현재 ERRC 활동을 통해 개선 과제를 도출하고 이를 하나씩 해결해가는 작업을 수행 중입니다. 올해 상반기에는 40여 개의 조직단위 생산성 향상 관련 과제를 개선했고, 하반기에는 실수/실패 방지를 위한 차단장치(Interlock)와 관련된 과제를 도출하는 중입니다. 

ERRC를 원활히 수행하기 위해서는 DT를 적극 활용하고 있습니다. 8월부터 모든 과제를 ‘지라’ 시스템에 등록하도록 했으며, 이와 함께 DT 담당과 ‘DT조직이 찾아가서 알려주는 일.방.혁 사례 공유회’도 운영하고 있습니다. 연말에는 조직별 인당 생산성 우수과제 공유회도 개최하려 합니다.” 

시스템이 일하고 사람은 학습하는 ‘시일사학’의 가치를 실현하기 위해 구성원의 성장과 학습도 적극 지원하고 있다.

“구성원 학습을 독려하고 학습 분위기를 조성하기 위해 분기별로 각 조직의 SKHU(SK hynix University, 직무역량 통합교육시스템)와 mySUNI(SK그룹 주도 구성원 학습 플랫폼) 학습 현황을 피드백하며 우수한 학습성과를 낸 구성원을 격려하고 있습니다. 이와 함께 주도적인 학습 환경을 만들기 위해 다양한 학습 이벤트와 프로모션도 꾸준히 진행하고 있습니다. 

하반기부터는 구성원과 그의 멘토, 멘티, 파트너 등 총 4명씩 유닛을 구성하고 서로의 업무와 일정을 ‘아이플로우’에 공유하는 ‘에이스 포커(Ace Poker) 제도’를 도입해, 구성원들이 서로 도우며 함께 성장할 수 있는 환경도 제공합니다. 자기 성장 주간(Self-improvement week) 제도도 유연하게 운용해, 매주 평균 4시간은 학습할 수 있는 환경을 구축합니다. 

앞으로 가장 하고 싶은 일.방.혁은 불확실한 비즈니스 상황 변화에 유연하게 대응할 수 있는 애자일(Agile)한 조직문화입니다. 이를 위해 애자일 컨설팅을 진행 중이며, 구성원들의 디자인 씽킹(Design Thinking, 문제 정의 단계에서 해결까지 모두 사용자 관점에서 접근하는 문제 해결 방식)을 돕는 전담 인력(Facilitator)을 육성합니다”

자신을 어떤 리더로 평가하는지 묻는 질문에는 ‘잘 위임하는 리더’라고 답했다.

“업무 권한을 구성원들에게 과감히 위임하는 편입니다. 그렇지 않으면, 후배 구성원들이 지금 잘하는 것만 계속하게 되고 더 발전할 수 없기 때문입니다. 전권(Accountability)을 위임하되, 그 결과에 대한 책임(Responsibility/Liability)은 윗사람이 져야 합니다. 그래야 구성원은 자신의 위치에서 조직을 대표해 결정할 수 있는 독립적인 리더십(Self-Leadership)을 발휘할 수 있습니다. 이런 원칙하에 가능한 한 구성원들이 스스로 일군 성과를 통해 성장할 수 있도록 돕고 있습니다”

마지막으로 송 담당에게 구성원들에게 강조하고 싶은 키워드를 물어봤다.

“마음속 우선순위는 첫 번째 안전, 두 번째 윤리, 세 번째 보안, 네 번째 품질, 다섯 번째 수율, 여섯 번째 생산성 순으로 매겨져 있습니다. 어느 하나 중요하지 않은 것이 없지만, 여섯 개의 가치가 충돌하면 앞선 가치부터 선택합니다. 특히나 안전, 윤리, 보안은 단 한 번의 실수도 용납되지 않는다는 것을 늘 되새기고 있으며, 이 자리를 통해서도 다시 한번 강조하고 싶습니다”

카메라를 사용해본 사람 중 대부분은 이미 HDR 기능을 사용해봤을 것이다. 하지만 이 기능의 원리를 정확하게 이해하고 이 기능을 사용하는 사람은 아마도 극소수에 불과할 것이다. HDR은 정확히 어떤 기능일까? HDR은 어떻게 더 실물에 가까운 이미지를 생성할까? 이 같은 궁금증에 대한 해답을 찾아 HDR이 구현하는 완벽한 실사 이미지의 비밀을 파헤쳐봤다.

길고 긴 HDR 센서 개발의 여정, 어디까지 왔나?

HDR 기술을 구현하는 핵심 기술은 센서 기술이다. 센서 없이는 프레임에 담긴 풍경을 카메라에 실시간으로 기록할 수 없기 때문. 그렇기에 HDR에 대해 제대로 이해하기 위해서는 이미지 센서 기술이 어떻게 발전해왔는지, 또 이러한 발전이 HDR 기술의 탄생과 발전에 어떤 영향을 미쳤는지 먼저 살펴볼 필요가 있다.

 2000년대 – LOFIC

이미지 센서의 픽셀(Pixel)은 빛을 전기 신호로 변환해 이미지를 생성하는데, 센서가 너무 밝은 물체를 감지하면 너무 많은 전하가 단일 픽셀에 결집돼 과도하게 노출된 이미지가 생성된다.

‘LOFIC(Lateral Overflow Integration Capacitor)’의 구조는 중국의 훠궈(火鍋) 냄비와 유사한 구조로, 이처럼 전하가 픽셀의 최대 부하(FWC, Full Well Capacity)를 초과하면 인접한 픽셀(포트)로 흘러 들어가 넘쳐흐르지 않는다. 이러한 원리로 밝은 이미지를 선명하게 표현해낼 수 있다.

하지만 LOFIC은 그 구조가 정교해 오늘날의 얇고 가벼운 전자장치에는 적용하기 어렵다. 이 때문에 최신 카메라나 스마트폰에서는 LOFIC을 탑재한 사례를 찾아보기 어렵다.

 2003년 – Large/Small Pixel

일본의 IT 기업 후지쯔(Fujitsu)는 2003년 각 색상의 픽셀에 크고 작은 포토다이오드(Photodiode)¹⁾를 사용해 픽셀을 차별화함으로써 HDR을 구현한 센서인 ‘Super CCD SR’을 출시했다. 이 센서는 각 프레임에서 큰 픽셀과 작은 픽셀의 사진을 동시에 촬영한 다음 노출이 많은 이미지와 노출이 적은 이미지를 각각 생성한다. 이 이미지들은 HDR 이미지로 결합돼 다양한 동적 범위를 포함할 수 있지만, 이미지 결함률이 높아 대규모로 채택되지 못했다.

1) Photodiode: 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광(光) 센서.

 2010년대 – Multi-frame HDR

HDR 기술의 가장 일반적인 적용 사례는 노출 수준이 다른 여러 이미지를 촬영하고 이를 결합해 완벽한 HDR 이미지를 생성하는 것이다. ‘Multi-frame HDR’은 이러한 사례 중 가장 오래된 접근 방식 중 하나다. 사진마다 각기 다른 노출 시간을 적용하고 여러 장의 사진을 연속적으로 찍어 겹친 다음, 최상의 사진 구역(Segment)을 선택한 후 결합해 최종 사진을 만든다.

하지만 움직이는 물체를 촬영하거나 촬영 중 카메라가 흔들리면 모션 아티팩트(Motion Artifact)²⁾가 발생해 위 사진에서 보듯이 다리가 8개인 말이 나타날 수가 있다.

2) Motion Artifact: 촬영 시 피사체의 움직임으로 인해 촬영된 실제로는 없는 잔상.

 2014년 – iHDR

‘iHDR(Interlaced HDR)’은 모션 아티팩트를 제거하기 위해 센서를 여러 줄로 나누고 두 선마다 노출을 길고 짧게 설정한다. 셔터를 누르면 긴 노출과 짧은 노출이 동시에 시작돼 노출이 다르게 적용된 두 개의 이미지가 만들어지고, 이를 활용해 HDR 이미지를 생성한다.

하지만 iHDR 기술이 적용되면 해상도가 절반으로 떨어져, 종종 부자연스러운 이미지를 생성했다. 이러한 문제와 여러 단점으로 인해 결국 iHDR 장치는 양산되지 못했다.

 2014년 – Zigzag HDR

소니(Sony)는 iHDR의 업그레이드 버전인 ‘Zigzag HDR’을 통해 픽셀 배열의 또 다른 가능성을 제안했다. 이 센서는 iHDR과 마찬가지로 긴 노출과 짧은 노출을 동시에 사용하지만, 노출 패턴을 지그재그(Zigzag)로 배열했다. 이 같은 접근 방식으로 해상도 손실을 효과적으로 방지해 더 자연스러운 이미지를 생성할 수 있다. 양산에 실패한 iHDR과 달리, Zigzag HDR은 비디오 촬영에는 적용이 가능했다.

 2014년 – HDR+

구글(Google)은 같은 해 HDR+를 출시했다. HDR+에서는 HDR 이미지를 얻기 위해 동일한 노출로 이미지를 최소 8번 연속 촬영해 중첩하고, 어두운 영역의 세부 사항과 이미지 노이즈를 식별하는 알고리즘을 사용한다. 구글 카메라의 ‘버스트 모드(Burst Mode)’³⁾를 사용하면 셔터를 누르기 전에 자동으로 사전 촬영을 수행해 HDR 이미지 촬영(Capture)을 가속화할 수 있다. 이는 Multi-frame HDR에 비하면 크게 향상된 기법이다.

3) Burst Mode: 연사를 통해 짧은 시간에 여러 장의 고화질의 이미지를 촬영하는 촬영 모드

 2017년 – QHDR

‘QHDR(Quad HDR)’은 라인 정렬 방식과 픽셀 배열 방법이 Zigzag HDR과 다르다. QHDR은 각 2×2 픽셀 영역 단위마다 노출 설정을 다르게 할 수 있도록 지원한다. 이 기술은 효과와 속도 면에서 비디오 촬영에 이상적이다.

 2018년 – Staggered HDR

‘Staggered HDR’은 셔터를 위에서 아래로 스크롤해 한 줄씩 정보를 읽은 다음 긴 노출과 짧은 노출 데이터를 출력한다. 긴 노출 라인의 출력 프로세스는 동시에 짧은 노출 라인의 이미지를 생성해 두 라인 사이의 이미지를 밀접하게 연결한다. 이 방법을 사용하면 iHDR 이미지의 부자연스러운 모양을 제거할 수 있고, 모션 아티팩트를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

SK하이닉스 보증카지노(CMOS Image Sensor) 기술의 현재와 미래

그간 카메라 기술은 인체의 시각 시스템을 모방하는 방향으로 진화해왔다. 기술 진화의 목표는 소비자가 보고 느끼는 것과 디지털 미디어에 저장된 이미지가 제공하는 결과물 사이의 간격을 줄이는 것이다. 이를 실현하기 위해 기존 개발 과정에서 설정한 중요한 방향성은 픽셀 크기를 줄여 고해상도를 달성함으로써 선명한 이미지를 담아내는 것이었다.

또한 최근에는 각 픽셀의 색상 표현 측면에서도 HDR 기술의 중요성이 강조되고 있다. SK하이닉스는 QHDR와 Staggered HDR 기술 개발을 모두 완료하고, 고객에게 제공할 준비를 갖췄다.

특히 고해상도 제품에 적용되는 QHDR은 센서가 내장된 ISP(Image Signal Processor)를 이용해 실시간 이미지 처리가 가능하고, 움직이는 물체의 경우에도 고해상도의 선명한 이미지를 제공할 수 있다.

앞으로 관련 기술이 더 발전해 정확한 색상과 풍부한 조명 표현이 가능하게 되면 HDR 기술은 카메라 기술의 중추가 될 것이다. 또한 보증카지노 센서에 AI를 적용하면 HDR 기술이 한 단계 더 진보될 것으로 기대된다.

아울러 HDR 기술은 인간의 신경망을 이용해 시각 인식 특성을 모델링하는 방식으로도 발전할 것이다. 이는 저조도 노이즈를 제거하고 채도 영역에서 발생하는 손실된 정보를 복원하기 위한 것이다.

이런 노력들을 통해 HDR 기술은 앞으로도 계속해서 인간의 눈에 더욱 가까워지기 위해 발전해나갈 것이다.

갑자기 종이 다양화된 원인 중 하나는 ‘다양한 감각 기관의 발달’이인데 이 중 가장 중요한 사건이 눈이라는 감각기관이 만들어진 것이었다. 학자들의 해석에 따르면 암흑세계에서 새로운 정보의 출현이 종의 다양화와 진화의 폭발을 유발했다고 한다. 눈은 뇌의 일부가 튀어나와 생성된 것으로 이 눈을 통해 생명체는 세상을 볼 수 있게 됐다. 이로 인해 생명체의 에너지 소비가 증가하게 됐고 다양한 정보를 기반으로 적응 및 이동이 확대됐다.

이와 비슷한 현상은 우리가 사용하는 전자 장치에도 나타났다. 디지털화가 계속됨에 따라 눈의 역할을 하는 카메라가 모바일 장치에 장착된 것이다. 그리고 ‘CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서(이하 보증카지노)’는 이 카메라에서 사람 눈의 망막처럼 이미지를 포착하는 역할을 하는 장치다.

보증카지노 기술을 사용하여 막대한 양의 이미지 정보를 쉽게 처리, 재생, 저장할 수 있게 됐다. 이로 인해 모바일 장치는 방대한 양의 데이터를 처리해야 하는 상황이 됐고, ‘뇌’ 역할을 하는 애플리케이션 프로세서(AP: Application Processor)는 물론 메모리의 용량과 성능도 빠르게 향상되기 시작했다. 또한 사용자 입장에서는 카메라가 더욱 중요해지면서 모바일 기기의 다양화를 가져왔다.

캄브리아기 시대에 일어났던 변화가 전자 장치를 통해 우리 일상생활에도 발현된 것이다. 그리고 최근에 ‘비대면’ 시대를 열었던 코로나19의 범 유행은 이 같은 전자 장치의 다각화를 가속하고 전자기기의 폭발적인 성장을 이끌었다. 포스트 코로나 시대에도 이러한 기조는 계속될 것으로 전망된다.

Like the Eye

보증카지노의 가장 큰 역할은 우리가 눈으로 보는 이 세계를 똑같이 재현하는 것이다. 우리가 원하는 보증카지노는 인간의 눈과 유사한 정도의 해상도를 갖추고 어둡거나 밝은 환경에 구애받지 않고 볼 수 있어야 하며, 움직이는 물체를 고속으로 포착해야 한다.

아래 그림에는 보증카지노의 기본 픽셀(PX) 구조 및 동작 특성이 나와 있다. 물체에서 반사된 빛은 광학 시스템을 통과해 포토다이오드로 들어가는데, 빛의 광자 에너지(Photon Energy)가 반도체의 밴드갭 에너지(Bandgap Energy)를 초과하면 e-/h+ 쌍을 생성한다. 이 신호를 축적하고 읽어내면 빛의 강약에 따라 2D 이미지를 형상화할 수 있다. 실리콘의 밴드갭 에너지는 1.1eV(Electron Volt)이며, 이 에너지는 인간 눈의 전체 가시광대역을 다룰 수 있다. 알려진 바와 같이 실리콘이 대부분의 반도체 소자의 재료로 사용됨을 보았을 때 우연의 일치가 아닐 수 없다.

▲그림 1. 인간의 눈과 보증카지노 작동

어두운 환경에서 잘 보려면 적은 양의 빛에서 나오는 신호를 잘 증폭하고 광신호가 아닌 성분(노이즈)은 최대한 억제해야 한다. 또한 밝은 환경에서 보기 위해서는 많은 양의 빛을 다 받아 이를 잘 구분해야 한다. 이러한 특성을 정량화한 지표로 빛의 세기에 의한 SNR(Signal to Noise Ratio)과 DR(Dynamic Range: FWC to Noise Ratio)이 있다.

저조도(low-light) SNR 측면에서 신호를 증폭하고 원치 않는 노이즈를 줄이기 위한 많은 노력이 있었다. 오늘날 우리는 이러한 특성을 지속적으로 개선해 매우 어두운 환경인 5lux 수준까지 달성했다. Dynamic Range 측면에서 일반적으로 인간 눈의 Intra-scene DR은 120dB, Inter-scene DR은 180dB이지만, 현재 스마트폰의 Intra-scene DR은 70dB, Inter-scene DR은 120dB로 지속적으로 개선이 진행 중이다.

이러한 특성에 영향을 미치는 가장 중요한 요소는 픽셀 크기와 해상도다. 보증카지노의 해상도를 더 높이려면 픽셀 크기가 더 작아야 한다. 또한 동일한 해상도라도 더 작은 영역에 보증카지노를 구현하기 위해서는 픽셀 크기가 작아져야 한다. 관건은 픽셀 크기를 줄이면서 위의 특성을 동등하게 유지하는 것이다.

▲그림 2. 광 응답 특성 및 동적 범위 확장

픽셀 크기 및 해상도 경쟁은 언제까지 지속될까?

인간의 눈은 정지 영상에서 중심부 기준 5억 7,600만 화소이고, 동영상은 약 800만 화소이다. 보증카지노는 이 수준을 따라잡기 위해 계속 진화해 왔다. 픽셀 크기 약 1.12 um, 해상도 1,300만 화소에서는 발전 속도가 일부 주춤했으나, 최근에는 ‘쿼드 기술(Quad Technology, 동일한 색 필터로 2×2 픽셀들을 병합하는 기술)’을 도입하면서 픽셀 크기는 0.7um까지 빠르게 축소됐고, 해상도도 6,400만 화소 수준에 도달하는 등 개발 속도가 다시 한번 가속화됐다.

현재는 노나(Nona)(3×3) 및 QxQ(4×4) 기술을 통해 픽셀 크기가 0.6Xum 수준까지 진화됐다. 결과적으로 픽셀 축소 기술이 발전하면서 최근에는 해상도 1억 800만 화소의 센서가 출시됐고, 이제 해상도 2억 화소의 카메라도 곧 출시될 것으로 기대된다.

동영상에는 고해상도가 필요하지 않기 때문에 픽셀 바인딩 기술¹⁾이 적극적으로 채택됐다. 이제 이를 통해 카메라 비디오 녹화 시 4K(4000X2000: 800만 화소)를 60fps로 끊김 없이 지원할 수 있다. 픽셀 바인딩 기술을 사용하면 카메라가 비디오에서 큰 픽셀의 특성을 유지해 탁월한 저조도 감지(low-light sensitivity)와 동적 범위(dynamic range)를 제공할 수 있다. 미래에는 극저조도(ultra-low light) 특성, 동적 범위 확장 기술, 빠른 자동 초점과 같이 고객에게 부가가치를 제공하는 기능이 비디오 녹화에 추가될 것으로 예상된다.

1) 픽셀 바인딩 기술: 4개의 픽셀에서 나온 데이터를 하나로 결합하는 기술

▲그림 3. 저조도 SNR 및 DR 확장 기술

픽셀 크기 축소(px Size Shrink)를 포함한 면적 축소는 모든 반도체 회사의 숙명이다. 이에 더 작은 면적에서 동일한 특성을 유지하기 위해 소자 및 공정 기술 개발에 많은 노력이 집중돼 왔다. 이러한 기술 중에는 △포화 용량(Full Well Capacity)을 향상시키면서도 전하 전송 효율을 유지하는 도핑 최적화 및 수직 전송 게이트 △노이즈를 줄이기 위한 Source Follower Engineering 및 다양한 설계 기술 △인접 픽셀 간의 간섭 노이즈 최소화를 위한 컬러 필터 분리 및 딥 트렌치 분리 기술 △두꺼운 에피층(epi layer)을 이용한 픽셀 감도 향상 또는 다양한 컬러 필터 관련 기술 등이 포함된다.

앞서 언급한 기술 덕분에 반도체는 이제 이미지를 보여주는 측면에서는 수백만 년 동안 진화한 생명체의 눈과 거의 동일한 성능을 확보했다. 그러나 에너지 효율성 측면에서는 여전히 개선할 사항이 있다. 현재 발전 중인 저전력 기술로는 대기 모드에서 최소 전력으로 실행되다가 필요할 때 전원을 켜거나(상시 작동 모드) 압축 감지 방식을 통해 전력을 최적화하는 기술 등을 주목할 만하다.

▲그림 4. 픽셀 미세화 기술

Beyond the Eye

보증카지노는 적용 영역을 더욱 확장하고 있는데 그 대표적인 분야는 깊이 감지 기술이다. 사람의 눈은 양안 시차를 이용해 거리를 감지하는데, 초기에 개발된 보증카지노는 두 대의 카메라를 이용해 사람의 눈과 동일한 방식으로 거리를 감지하는 데 활용됐다. 그러나 정확도, 거리 확장성, 두 카메라 사이의 최소 거리 요건의 한계 등으로 인해 현재 다른 방법이 모색되고 있다.

이 방법은 ‘비행시간(ToF)’ 방식이라고 하며, 빛이 물체에서 반사된 후 되돌아올 때까지의 비행시간을 기준으로 거리를 측정한다. ToF는 직접 ToF(direct time-of-flight, dToF)와 간접 ToF(indirect time-of-flight, iToF)의 두 가지 유형으로 구분된다.

두 가지 방법은 작동 원리에 따라 각각 장단점이 있다. 간접 ToF 감지 방법은 아날로그 전하 축적의 작동 원리로 인한 원거리에서 신호의 감쇄 때문에 측정 가능한 거리 범위에 한계가 있다. 반면에 직접 ToF 감지 방법은 하나의 광자를 검출하는 셀(SPAD: Single Photon Avalanche Diode) 크기가 크고 각 셀에 판독 회로를 쌓아야 해, 해상도에 한계가 있다. 이러한 장단점으로 인해 각자의 장점을 활용할 수 있는 응용에 사용하거나 단점을 극복하려는 노력이 함께 이뤄지고 있다.

▲그림 5. 비행시간(ToF) 센서의 작동 원리 및 적용 분야|

▲그림 6. SK 하이닉스의 첫 번째 ToF 센서(IR & Depth Image)

▲그림 7. iToF 및 dToF의 진화

아울러 빛의 넓은 스펙트럼을 바탕으로 자외선, 적외선, 근적외선, 단파 적외선을 활용해 보증카지노 적용 분야를 확대함으로써 풍요로운 인류의 삶에 기여하기 위한 방법도 모색되고 있다. 이러한 파장은 실리콘의 단점을 개선하기 위해 게르마늄(Ge), 인듐·갈륨·비소(InGaAs), 인화 인듐(InP)와 같은 대체 재료를 활용할 수 있는 기회를 제공한다. 또한 다중 및 초 분광(hyperspectral) 영상 또는 편광 센서도 이에 기여하기 시작했다.

▲그림 8. 적용 분야의 확장

또한 사회와 산업 전반에서 널리 채택되고 있는 인공지능(AI)도 이 분야에 기여하고 있다. 초기 단계에서는 이 기술이 이미지 자체를 개선하기 위해 노이즈 감소 또는 해상도 향상에 중점을 두었다면, 이제는 그 용도가 사물 인식 및 보안 영역으로 확대되고 있다. 카메라의 등장으로 사회 곳곳에서 사생활 보호에 대한 우려로 이어지고 있기 때문. 가장 중요한 것은 안전과 보안에 관련된 데이터만 서버에 전송하고, 그 외의 다른 데이터의 노출을 방지하는 것이다 (‘big brother’의 출현 방지). 이로 인해 AI 기능이 Edge Device로 이동하게 돼 사물 인터넷 (IoT) 장치 간의 데이터 전송을 줄임과 동시에 절전도 가능하게 한다. IR 데이터의 사용과 이벤트 기반 센서의 출현도 이 방향과 맥락이 같다고 볼 수 있다.

이러한 응용에 더해 다양한 기기의 융합 및 통합과 함께 HMD(Head Mounted Display) 및 AR/VR 안경과 같은 새로운 웨어러블 디바이스(Wearable Device), 자율 주행 차량, 로봇, 드론에 적용되는 다양한 센서 또한 개발될 것이다.

보증카지노의 진화는 이미지 전달 기술에 국한되지 않고 다양한 빛의 정보를 감지함으로써 우리 삶을 더 편리하고 안전하게 변화시키기 위해 계속 발전될 것이다. SK하이닉스는 이러한 기조에 발맞춰 지속적으로 기술 개발에 전념하고 있다. 엔지니어로서 다양한 제품을 만드는 기술과 함께 사회적 가치를 더하는 일까지 많은 기회가 주어진 보증카지노 개발에 더 많은 인재들과 함께 일할 수 있기를 기대한다.

<참고문헌
그림 7
1) 출처: Sunscreenr.com
2) 출처: LA View Security blog
3) 출처: Cyth Systems Inc.
4) Halicek M, Fabelo H, Ortega S, Callico GM, Fei B. 초분광 영상 기술을 통한 체내 및 체외 조직 분석(In-Vivo and Ex-Vivo Tissue Analysis through Hyperspectral Imaging Techniques): 밝혀지지 않은 암의 특징 규명(Revealing the Invisible Features of Cancer). 암(Cancers). 2019; 11(6):756. https://doi.org/10.3390/cancers11060756
5) Zvanovec, S, Chvojka, P, Haigh, P & Ghassemlooy, Z 2015, ‘5G를 향한 가시광선 통신(Visible Light Communications towards 5G)’, Radioengineering, vol. 24, no. 1, pp. 1-9.

* Andrew Parker ‘In the Blink of an Eye: How Vision Sparked the Big Bang of Evolution’, 2003(https://www.theage.com.au/national/the-eyes-might-have-it-20030830-gdw96w.html)

이와 유사한 시각적 혁신이 10여 년 전 스마트폰에서 이뤄졌다. 고성능 카메라를 장착한 스마트폰이 등장하면서 사람들은 시각 정보를 기반으로 사진 공유, 영상 통화 등 기존과 다른 방식으로 소통하기 시작했다. 이후 카메라에 기반한 새로운 애플리케이션과 서비스가 폭발적으로 증가해, 오늘날과 같은 모바일 세상이 탄생하게 됐다. 특히 올해는 코로나19 바이러스 확산 여파로 비대면 환경으로의 디지털 전환이 가속됐고, 이제 화상 회의와 온라인 수업은 우리의 일상이 됐다.

‘카메라의 망막’ 보증카지노 기술 발전, 스마트폰 카메라 전성시대 열다

기술 측면에서 스마트폰 카메라는 렌즈(Lens), 적외선 차단 필터(Infrared Cut-off Filter)*, 자동 초점 장치(Auto Focusing Actuator)*, 보증카지노(CMOS Image Sensor)* 등 여러 가지 부품으로 구성돼 있다. 이 가운데 보증카지노는 사람 눈의 망막 역할을 하는 핵심 부품으로서 위 그림과 같이 빛을 전자로 변환하는 포토다이오드(Photodiode), 특정 파장의 빛만 통과시키는 컬러 필터(Color Filter), 전자를 디지털 신호로 변환하는 아날로그(Analog)/디지털(Digital) 회로, 보정과 영상 처리를 담당하는 ISP(Image Signal Processor) 등으로 구성돼 있다.

* 적외선 차단 필터(Infrared Cut-off Filter): 적외선 영역을 차단하고 가시광선 영역을 통과시키는 소자
* 자동 초점 장치(Auto Focusing Actuator): 모터를 활용해 자동으로 초점을 맞춰주는 장치
* 보증카지노(CMOS Image Sensor): 채널이 다른 모스(MOS) 집적 회로를 짜맞춰 구성한 ‘상보성 금속 산화물 반도체(CMOS)’ 구조를 가진 촬상소자(빛을 감지해 전기 신호로 변환하는 소자). 소비 전력이 매우 적고, 스마트폰 카메라 등 촬영용 전자기기에서 일종의 전자 필름 역할을 한다.

보증카지노 성능에 의해 영상의 해상도, 감도, SNR(Signal-to-Noise Ratio)* 등이 결정되므로 스마트폰 카메라의 화질은 보증카지노에 의해 결정된다고 해도 과언이 아니다. 오늘날 스마트폰 카메라의 보증카지노 화질은 콤팩트 디지털 카메라(Compact Digital Camera) 수준을 넘어섰고, DSLR과의 차이도 지속적으로 좁혀가는 추세다.**

* SNR(Signal-to-Noise Ratio): 신호 대 잡음 비. 20 log(signal/noise)로 정의됨
** DXO Mark ‘Smartphones vs Cameras: Closing the gap on image quality’, 2020(https://www.dxomark.com/smartphones-vs-cameras-closing-the-gap-on-image-quality/)

성능 측면에서 보증카지노는 화소(畵素, Pixel)를 높이고 기능을 강화하는 방향으로 발전해 왔다. 스마트폰 카메라가 등장한 이후 지금까지는 화소 경쟁이 치열했다. 화소 숫자가 증가할수록 세밀하고 선명한 화질을 얻을 수 있기 때문이다. BSI(Back Side Illumination)* , DTI(Deep Trench Isolation)* 등 반도체 미세 공정의 혁신을 통해 동일한 면적에 더 많은 화소를 집적할 수 있게 됐고, 그 덕분에 이제는 일반적인 스마트폰으로도 수천만 화소의 영상을 쉽게 찍을 수 있게 됐다.

* BSI(Back Side Illumination): 빛을 센서 후면부에서 받아들임으로써 포토다이오드에 입사되는 수광량을 높이는 기술. 빛이 센서 전면부에서 입사되는 경우에는 금속 배선에 의한 산란으로 광 손실 발생
* DTI(Deep Trench Isolation): 화소 간의 신호 간섭을 방지하기 위해 실리콘 내부의 인접한 포토다이오드 사이에 물리적인 격벽을 만드는 공정 기술

보증카지노의 최신 기술 트렌드는? 화소 경쟁의 시대 가고, 기능 경쟁의 시대 온다

하지만 보증카지노의 화소를 높이는 방식의 시도는 조만간 기술적 어려움에 직면할 것으로 예상되며, 이로 인해 앞으로는 ISP를 중심으로 기능을 강화하는 방향으로 경쟁 양상이 바뀔 것으로 전망된다. 그 이유는 다음과 같다.

첫째, ‘회절 한계’*로 인해 보증카지노 화소 미세화에는 한계가 존재하기 때문이다. 보증카지노는 마이크로 렌즈와 같은 광학 기술이 소자나 회로와 같은 반도체 기술과 결합된 복합적인 부품이다. 현재의 반도체 기술로도 전자 회로의 선폭을 nm(나노미터) 단위까지 줄이는 것은 가능하다. 하지만 화소의 크기가 작아질수록 수광량(受光量, 빛을 받는 양)이 감소해 감도가 저하되고, 신호의 크기가 줄어 SNR이 저하되기 때문에 화질 열화(劣化)가 발생한다.

* 회절 한계: 회절(回折)은 빛이 진행할 때 장애물을 만나면 직진 경로가 아닌 휘어진 경로로 진행하는 현상을 의미하는데, 이때 회절 한계란 육안으로 회절이 일어난 것인지, 일어나지 않은 것인지 판별하기 힘든 한계를 의미한다.

또한 카메라의 광학계는 회절 효과*에 의해 성능이 제한되는 물리적 한계가 존재하며, 하나의 점광원*을 찍더라도 렌즈를 통해 보증카지노에 맺히는 화상영상은 위 그림과 같이 퍼져 보이게 된다. 이것을 ‘Airy disk’* 라고 부르는데, 빛의 파장(λ), 초점 거리(f), 렌즈 직경(d)이 주어졌을 때, 두 점을 분리할 수 있는 거리(x)는 아래 식으로 결정된다.**

* 회절 효과: 빛이 진행할 때 장애물을 만나면 직진 경로가 아닌 휘어진 경로로 진행하는 현상
* 점광원: 크기와 형태가 없이 하나의 점으로 보이는 광원(光源)
* Airy disk: 하나의 점광원이 렌즈를 통해 보증카지노에 맺힐 때 영상이 퍼져보이는 현상
** Wikipedia, Airy disk(https://en.wikipedia.org/wiki/Airy_disk)

x = 1.22(λ*f)/d

예를 들면 400nm의 청색 점광원에 대해 F(=f/d)값이 1.4인 고성능 렌즈를 쓰더라도 두 점을 분리할 수 있는 거리는 0.68μm(마이크로미터)가 된다. 즉, 청색 점광원 두 개를 구분하기 위해서는 적어도 0.68μm 이상 떨어져 있어야 한다는 의미로, 보증카지노의 화소를 이보다 작게 만든다고 하더라도 실질적인 해상도 향상을 기대하기는 어렵다. 현재 상용화된 보증카지노 화소의 크기가 이미 0.7~0.8μm에 도달했기 때문에 이보다 더 작은 화소로부터 효용 가치를 얻기 위해서는 초점 간 거리인 F값을 줄이기 위한 새로운 광학 기술을 개발하거나 여러 개의 미세 화소를 묶어서 사용하는 것과 같은 새로운 애플리케이션을 개발해야 한다.

둘째, 스택 센서(Stack Sensor) 기술의 출현이다. 재래식 센서는 화소와 회로를 동일한 기판에서 구현하는 구조로, 보증카지노를 작게 제작하기 위해서는 비수광부(非受光部, 빛을 받지 않는 부분)의 면적을 줄여야 했다. 이로 인해 아날로그/디지털 회로의 필수적인 기능만 구현할 수 있었고, 부가 기능을 위한 회로를 추가하는 것도 매우 제한적이었다.

반면, 스택 센서는 위 그림과 같이 화소와 회로를 별도의 기판에서 구현한 다음, TSV(Through Silicon Via)* 또는 Hybrid bonding* 기술로 두 개의 기판을 전기적으로 연결하는 구조를 가진다. 화소와 회로가 포개어져 상판 화소가 차지하는 면적만큼 하판 회로를 사용할 수 있다. 그만큼 활용할 수 있는 면적이 넓다.

* TSV(Through Silicon Via): 2개 이상의 실리콘 웨이퍼를 관통하는 전극을 형성해 웨이퍼 사이에서 전기적 신호를 전달하는 공정 기술
* Hybrid bonding: 실리콘 웨이퍼를 관통하는 전극 대신, 두 개 웨이퍼의 상단 표면에 금속 전극을 미리 형성한 후 이를 맞붙여서 두 웨이퍼를 전기적으로 연결하는 공정 기술. 성능은 높이면서 크기를 줄일 수 있음

예를 들어 1μm 화소로 구현된 4,800만 화소(8000×6000)의 센서 크기는 상판 화소가 48㎟ 이상의 면적을 차지하게 되는데, 하판 회로에서 이 면적을 디지털 로직(Digital Logic) 구현에 사용한다면 고성능 마이크로프로세서(microprocessor)*를 다수 집적할 수 있을 정도의 여유 있는 공간을 활용할 수 있다.

* 고성능 마이크로프로세서(microprocessor): 연산 장치와 중앙 처리 장치의 제어 기능을 하나의 칩 속에 집적한 소자

또한 스택 센서는 상판 화소와 하판 회로에 독립적인 공정을 적용할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 하판 회로에 상판 화소 공정 대비 초미세 로직 공정*을 적용하면, 복잡한 ISP 알고리즘도 저전력·고집적 디지털 회로로 구현할 수 있다. 재래식 센서의 ISP는 회로 면적 제한으로 인해 렌즈 보정, 결함 보정과 같은 단순 기능만을 지원했지만, 스택 센서의 ISP는 초미세 로직 공정을 활용해 영상 처리, 컴퓨터 비전, 인공지능(Artificial Intelligence, AI)과 같은 혁신적인 알고리즘을 구현할 수 있게 된 것.

* 로직 공정: AND, OR, NOT과 같은 논리 연산을 처리하기 위한 디지털 소자를 제조하는 반도체 공정

SK하이닉스의 보증카지노가 특별한 이유는? 다양한 기능 갖춘 ‘다재다능함’

현재 SK 하이닉스 보증카지노는 PDAF(Phase Detection Auto Focus), Quad 화소 처리, HDR(High Dynamic Range) 처리와 같은 영상 처리 기능을 내장하고 있으며, 새로운 기능들을 지속적으로 추가하고 있다.

우선, PDAF는 사람이 양쪽 눈을 이용해 피사체까지 거리를 예측하는 원리를 응용한 기능이다. 즉, 보증카지노의 일부 화소에 대해 위 그림 왼쪽과 같이 좌우를 가려 위상차(Phase difference)*를 발생시키거나, 오른쪽과 같이 하나의 큰 마이크로 렌즈 하부에 좌우 화소를 배치해 위상차를 발생시키는 방식이다. 이때 ISP 알고리즘은 좌우 이미지로부터 위상차를 계산하고 이를 피사체까지 거리로 변환해, 빠르고 정확하게 초점을 맞출 수 있다.

* 위상차(Phase difference): 두 개의 진동(파동)에 대한 위상의 차이. 이때 위상은 임의의 기점에서 본 진동(파동)의 상대적인 위치를 의미한다.

다음으로, Quad 센서는 동일한 색상의 컬러 필터 네 개를 인접하게 배치해 함께 처리하는 기능을 갖고 있다. 어두운 곳에서는 네 개의 화소를 합쳐 더 많은 빛을 받아들이도록 처리하고, 밝은 곳에서는 ISP 알고리즘으로 개별 화소를 따로 처리해 해상도를 향상시킨다. 위 그림은 어두운 배경의 같은 장면을 SK하이닉스의 4,800만 화소 보증카지노의 Quad 센서와 일반 센서로 각각 촬영한 영상이다. 일반 센서와 비교할 때, Quad 센서를 사용하면 어두운 곳에서도 밝은 영상을 얻는 것이 가능하다.

끝으로, HDR 센서는 감도와 노출시간이 다른 여러 개의 화소를 합성해, 영상의 밝은 부분과 어두운 부분을 더욱 선명하게 대비하는 기능을 지원한다. 특히 SK 하이닉스 보증카지노는 내장 ISP에서 영상 처리가 이뤄지기 때문에 실시간 처리가 가능하고, 움직이는 물체가 있더라도 선명한 화질을 얻을 수 있다. 위 그림은 같은 장면을 SK 하이닉스 보증카지노의 HDR 센서와 일반 센서로 각각 촬영한 영상이다. 일반 센서와 비교할 때, HDR 센서를 사용한 영상은 전경의 밝기를 동일하게 유지하면서 배경을 선명하게 복원한다.

현재 SK 하이닉스의 보증카지노는 블랙펄(Black Pearl) 제품 라인업을 필두로 스마트폰 카메라에 광범위하게 사용되고 있으며, 가까운 시일 내에 바이오, 보안, 자율주행 자동차 등 다양한 분야로 확장될 전망이다.

특히 자율주행 자동차는 10개 이상의 카메라를 활용해 주변을 감지하게 되는데,* 정확도를 향상시키기 위해서는 △멀리 있는 물체를 구분하기 위한 고해상도 지원 △어두운 환경에서도 사물을 분간하기 위한 HDR 지원 △프로세서의 연산량을 줄이기 위한 ISP에서의 전처리 등의 요구 사항을 만족시켜야 한다.

* Peter Brown ‘Breaking Down the Sensors Used in Self-Driving Cars, 2018(https://electronics360.globalspec.com/article/12563/breaking-down-the-sensors-used-in-self-driving-cars)

보안 분야에서는 보증카지노 내장 ISP에서 영상 신호를 압축하고 암호화해 외부 프로세서에 전달하는 기능이 필요하다. 암호화되지 않은 영상 신호가 그대로 외부로 전달된다면 보안 취약성과 정보 유출 가능성이 커지기 때문에 보증카지노 내부의 암호화 기능은 필수적이다.

보증카지노의 미래는? 고도의 부가 기능 지원하는 ‘인포메이션 센서’

미래의 보증카지노는 화질 향상에 국한되지 않고 고도의 부가 기능을 지원하는 인포메이션 센서(Information Sensor)로 진화할 것이다. SK 하이닉스의 스택 센서는 이미 초미세 공정을 기반으로 하판 ISP 내부에 간단한 AI Hardware Engine을 내장하는 것이 가능한 수준에 이르렀다. SK 하이닉스는 이를 바탕으로 머신 러닝(Machine Learning) 기반의 ‘Super Resolution’*, 색상 복원, 얼굴 인식, 사물 인식 등 새로운 기술들을 개발하고 있다.

* Super Resolution:저해상도 영상을 고해상도 영상으로 변환하는 기술. 머신 러닝 기술을 활용하면 영상의 디테일을 잘 복원할 수 있기 때문에 선명한 영상을 얻을 수 있음

머신 러닝 기반의 ISP 기술을 활용하면 입력 영상으로부터 특징을 추출하고 분류하는 것이 가능해, 보증카지노는 영상 정보, 위치 정보, 거리 정보, 생체 정보 등 다양한 정보를 수집하는 인포메이션 센서의 핵심 부품으로 자리 잡을 것이다.

특히 보증카지노를 인포메이션 센서로 활용하기 위해서는 현재와는 다른 관점에서 접근해야 한다. 지금까지 보증카지노의 화질 목표는 ‘사람의 눈에 최적화된 화질을 달성하는 것’이었으나 향후에는 ‘기계 알고리즘에 최적화된 화질을 달성하는 것’으로 변화해야 하기 때문.

스탠퍼드 대학교(Stanford University)의 연구 결과에 따르면, 복잡한 영상 처리를 해 사람 눈에 보기 좋은 영상을 만든다고 하더라도 컴퓨터 비전 알고리즘을 적용했을 때 항상 우수한 결과를 도출하지는 못한다. 예를 들면 위 그림처럼 커피 컵 영상에 장면 인식 알고리즘을 적용했을 때 노이즈가 적은 좌측 영상은 기계에서 스포트라이트로 잘못 인식되지만, 오히려 노이즈가 많은 우측 영상이 에스프레소로 정확하게 인식된다. 따라서 미래의 보증카지노는 사용하고자 하는 컴퓨터 알고리즘에 최적화된 화질을 제공하는 것이 중요하다.*

* Diamond, V. Sitzmann, S. Boyd, G. Wetzstein, F. Heide ‘Dirty Pixels: Optimizing Image Classification Architectures for Raw Sensor Data’, arXiv preprint arXiv:1701.06487.

SK하이닉스는 이처럼 지속적인 소자 및 공정 기술 개발을 통해 보증카지노 화소 집적도를 높이고 있으며, ISP 기술 개발을 통해 다양한 응용 분야를 지원하고 있다. 특히 새로운 기술 분야를 개척하기 위해 일본 및 미국에 해외 연구소를 설립해 운영하고 있다. 또한, 국내외 대학과의 활발한 산학협력을 통한 연구도 진행하고 있다. 앞으로 SK 하이닉스의 보증카지노는 스마트폰 카메라를 비롯한 다양한 응용 분야에 활용돼 경제·사회적 가치 창출에 기여하고, 향후 인포메이션 센서의 핵심 부품으로 성장할 것으로 기대된다.

▲ 보증카지노는 카메라 1개당 1개씩 사용된다(사진 출처 : 키움증권 리서치센터)

스마트폰 등에 사용되는 최신 디지털카메라의 모듈 구성은 일반적으로 보증카지노(CMOS Image Sensor), ISP(Image Signal Processor), DRAM(Dynamic random access memory)으로 구성된다. 이 중 보증카지노는 피사체의 정보를 읽어 전기적 신호로 변환해주는 반도체다. 과거 CCD(Charge Coupled Device)라는 제품과의 경쟁에서 고전했으나, 최근 성능이 개선되면서 저전력 특성과 원가 우위를 바탕으로 스마트폰과 자동차 등에 폭넓게 사용되고 있다.

보증카지노의 주요 산업별 수요 비중은 2018년 기준 Mobile 68%, Compute 9%, Consumer 8%, Security 6%, Automotive 5%, Industrial 4%로 Mobile 비중이 압도적이다. 향후 Mobile, Automotive, Industrial 부문을 중심으로 성장해, 2018년 137억 달러 수준이던 시장 규모는 2022년 190억 달러까지 커질 것으로 보인다.

가장 큰 비중을 차지하고 있는 Mobile 부문은 스마트폰 내 멀티 카메라의 탑재 비중이 증가함에 따라 가장 큰 폭의 성장세를 기록할 전망이다. 스마트폰 후면에는 듀얼 카메라 이후 트리플 카메라가 채택되기 시작했고, 전면 카메라까지 더하면 총 5개의 카메라가 채택되고 있다. 이는 스마트폰 업체들이 광학 줌을 비롯한 다양한 카메라 기능을 제품 차별화 포인트로 제공하고 있기 때문.

앞으로도 증강현실(AR, Augmented Reality), 3D SLAM(Simultaneous Localization and Mapping, 로봇이 외부 도움 없이 부착된 센서만으로 주변환경의 지도를 작성하는 기술로, 자율주행을 위한 핵심 기술로 꼽힌다), 실시간 시야 추적(Eye tracking) 등의 기능을 탑재하기 위해 카메라 수를 계속 늘릴 것으로 전망된다. 이에 따라 스마트폰 내 보증카지노 탑재량은 2018년 36억 개에서 2023년 54억 개로 큰 폭으로 성장할 것으로 기대된다.

기술 측면에서 봤을 때 최근 전면 디스플레이 채택률이 증가함에 따라 스마트폰의 전면 카메라 모듈은 점점 작아지는 추세다. 이를 위해서는 Color Filter, Photo Diode, 증폭기로 구성된 보증카지노의 집적화가 필수적이다. 후면 카메라 모듈은 화소를 높이면서 특수 기능을 탑재하는 방향으로 발전할 것으로 예상된다. 특히 최근 화소 수가 급증하고 있는데, 이를 위해서는 보증카지노의 픽셀(pixel) 집적도 향상이 선행돼야만 한다. 이에 따라 기술적인 측면에서는 스마트폰 전·후면 카메라 모두 보증카지노의 집적도 향상이 더욱 중요해질 것으로 예상된다.

이에 더해 초고속 카메라에는 보증카지노, ISP, DRAM을 통합한 패키징 기술이 도입되고 있는데, 이는 중장기적으로 DRAM과 보증카지노를 모두 생산하는 업체에 유리한 변화로 보인다.

▲ 최신 3단 적층(보증카지노 + ISP + DRAM) 이미지센서

공정 측면에서 봤을 때 보증카지노는 기존 8인치 웨이퍼(wafer)를 넘어 12인치 웨이퍼로 수요 변화가 일어나고 있다. 또한, 화소 수가 4,000만 개 이상으로 증가하기 시작하면서 기존 90nm(마이크로미터)에서 32nm 이하로의 공정 변화도 이뤄지고 있다.

특히 보증카지노의 제조 공정은 대부분 DRAM과 유사하고 고화소 제품 공정에 DRAM의 트렌치 기술이 적용되고 있어, 시간이 지날수록 DRAM 업체들의 원가 우위가 발생할 가능성이 크다.

실제 삼성전자의 ISOCELL은 Pixel 간의 빛 간섭 현상을 제거하기 위해 DRAM의 공정 기술을 적용했고, 32nm급으로 공정 미세화도 진행 중이다. 메모리 반도체 세계 1, 2위인 삼성전자와 SK하이닉스는 DRAM 기술이 우월한 만큼 시간이 지날수록 소니 등 보증카지노 선두 업체와의 기술 격차를 좁혀 나아갈 것으로 기대된다.

▲ DRAM 트렌치 기술을 적용해 이미지센서 픽셀 크기가 작아질수록 컬러 필터 간 간섭이 심해져 높은 화소 수에 비해 덜 선명한 이미지가 도출되는 문제점을 개선할 수 있다. 기존 금속 격벽을 신소재로 제작된 격벽으로 교체함으로써, 신소재로 제작된 격벽이 빛을 반사해 특정 컬러 필터 영역으로 들어온 빛이 다른 컬러 필터 영역으로 새어나가지 않도록 막아주기 때문이다.

보증카지노의 Capacity도 증설되고 있다. SK하이닉스는 일부 라인을 보증카지노로 전환 배치하고 있으며, 올 연말부터 성과가 한층 더 가시화 될 것으로 기대된다.

삼성전자도 기존 8인치 보증카지노 라인 외에 12인치 라인의 Capacity를 지속적으로 확대하고 있는데, 대부분 노후화된 DRAM 라인을 활용하고 있다. 2018년 11라인을 시작으로 2020년에는 13라인을 보증카지노로 전환, 배치할 예정이다.

업계 1위 소니(Sony)는 일본 내 12인치 Capacity를 계속 늘려가고 있어, 올 하반기부터는 시장 점유율 경쟁이 치열해질 전망이다. 신규 라인을 구성해야만 하는 소니보다는 기존 DRAM 라인을 전환, 배치하고 있는 SK하이닉스와 삼성전자의 제품이 원가 경쟁력 측면에서 우월할 것으로 예상돼, 시장점유율 확보 경쟁에서 유리할 것으로 기대된다.

※ 이 기고문은 키움증권 리서치센터가 신뢰할 수 있는 자료 및 정보를 활용해 기고자의 주관적 견해를 바탕으로 작성된 참고자료이며, 그 정확성이나 완전성은 보장할 수 없습니다. 유가증권 매매에 관한 의사결정은 전적으로 투자자 자신의 판단과 책임하에 이루어져야 하며, 키움증권 리서치센터는 본 기고문의 내용에 따른 일체의 투자행위 결과에 대해 어떠한 책임도 지지 않습니다.

※ 본 칼럼은 반도체/ICT에 관한 인사이트를 제공하는 외부 전문가 칼럼으로, SK하이닉스의 공식 입장과는 다를 수 있습니다.

지금 보이는 멋진 풍경이나 사물을 다시 볼 수 있게 저장해두고 싶은 마음은 인간의 오랜 욕망 중 하나다. 이를 위해 선사시대엔 동굴에 벽화를 그렸고, 이후엔 천이나 종이 위에 인물이나 풍경을 그려 후대로 전했다. 카메라가 발명되고 나선 사진이 그 역할을 대체했다. 초기 필름 카메라는 디지털카메라로 진화했고, 디지털카메라는 더 작은 모듈로 더 선명한 이미지를 확보하는 방향으로 발전했다. 점차 카메라는 스마트폰은 물론, 초소형 드론이나 안경에도 탑재할 수 있을 만큼 작아졌고, AR 등 다양한 기능을 하나씩 더하기 시작했다. 언젠간 우리 눈에 이식된 작은 칩이 카메라를 대체할 날이 올 것이다. 이 이야기는 반도체 기술 발전이 가져올 또 하나의 미래, ‘스마트 아이’에 대한 것이다.

보는 것을 넘어 다양한 기능까지 탑재한 만능 눈 ‘스마트 아이’

일종의 인공 안구인 ‘스마트 아이’는 단순히 카메라를 대신해 사진을 찍는 것 이외에도 많은 일들을 할 수 있을 것으로 기대된다. 멀리 있는 사물을 선명하게 보거나 기존 인간의 눈은 보지 못했던 아주 작은 글씨나 사물을 인지하는 등 시각 기능을 개선하는 것은 가장 기초적인 단계. 나아가 눈을 깜빡하는 것만으로 지금 보고 있는 순간을 영상으로 남기거나, 네트워크와 연결해 내 시야를 멀리 떨어진 친구에게 실시간으로 공유하는 것도 충분히 가능한 영역이다.

일종의 전자장치인 만큼, 내장된 반도체 칩을 활용해 스마트폰처럼 다양한 부가기능을 탑재할 수 있다. 특히 증강현실(AR) 기술과 결합하면 일상을 더욱 풍요롭게 만들어줄 수도 있다. 번역 기능을 활성화해 언제 어디서나 외국어 옆에 한글이 함께 표시되게 하거나 백과사전 기능을 활성화해 처음 보는 물건 옆에 그 물건에 대한 정보가 자동으로 떠오르게 할 수 있다는 의미다.

또한, 시야 속 가상 공간에 시간, 날씨 같은 일상에 유용한 정보들을 띄워 놓거나, 저장해 둔 일정이나 문서를 불러와 확인할 수 있다. 집을 나서면 목적지로 향하는 가상의 화살표가 시야에 나타나 가야 할 길을 알려주고, 주변 가게를 둘러보면 가게에 대한 세세한 정보가 홀로그램에 떠오르게 할 수도 있다. 길을 걷다가 이름이 잘 기억나지 않는 친구와 마주쳤을 때 빠르게 안면 스캔을 한 뒤 인물 정보를 불러와 자연스럽게 아는 척을 하는 것도 가능하다. 모두 ‘스마트 아이’가 가져다줄 기분 좋은 일상의 변화다.

실제 스마트 아이의 전 단계라고 할 수 있는 ‘스마트 글래스(Smart Glasses)’는 이중 상당수의 기능을 이미 구현하고 있다. 또한, 호주 기업 바이오닉 비전 테크놀로지스(BIONIC VISION TECHNOLOGIES)는 실제 안구 뒤에 안경 형태의 카메라와 연결된 임플란트 칩을 심어 카메라로 찍은 영상을 이 칩을 통해 뇌에 전달하는 데 도전해 실제 사업적인 성과로 이어간 사례도 있다. 이 같은 기술이 더욱 정교해진다면, ‘스마트 아이’가 상상 속에서 현실로 찾아오는 시기를 더욱 앞당길 수 있을 것이다.

인공장기 관련 기술 급속히 발전…성큼 다가온 ‘사이보그’ 시대
스마트 아이는 언제쯤 실현이 가능할까? 이를 알아보기 위해 먼저 인공장기와 인공안구에 대한 현재의 연구 수준을 살펴보자.

현재 의료 분야에서는 이미 인공장기 연구가 활발하게 이뤄져 의수나 의족은 물론, 간, 심장, 신장 등 상당수 내장기관까지 다양한 인공장기가 개발돼 인체 여러 부위에 적용되고 있다. 인간의 몸을 마치 안경이나 액세서리처럼 자유자재로 바꿔 낄 날이 머지않았다는 의미다.

특히 이종 조직이나 환자의 세포를 활용하는 바이오 인공장기 분야에서는 △줄기세포나 장기 기원세포에서 분화한 세포를 3D 배양법으로 다시 응집/재조합하는 ‘오가노이드’*기술 △인체를 대체할 생체적합성이 높은 소재를 장기 형태로 제작하는 3D 바이오 프린팅 기술 등 관련 기술이 급속하게 발전하고 있다. 이에 머지않은 미래에는 동물 유래 세포나 환자 자신의 줄기세포를 이용해 주요 장기를 인공장기로 대체하는 단계에 다다를 것으로 예상된다.

또한, 전자기기를 활용한 인공장기 기술 역시 지금은 외부 기계에 연결된 형태로 장기의 기능을 부분적으로 대체하거나 일부 기능을 회복시키는 수준에 머물러 있지만, 가까운 미래에는 인체 내에서 독립적으로 해당 장기의 기능을 완전히 대체하는 수준에 이를 것으로 전망된다. 신경, 근육 등 인체가 작동하는 원리들이 과학적으로 규명되고 있고, 이를 전자기기를 활용한 메커니즘으로 대체하는 연구들이 활발히 진행되고 있기 때문.

아울러 인공지능, 로봇, 가상/증강현실 등 상상 속에서나 가능하던 미래기술들도 하나둘 현실에 구현되고 있다. 전자기기를 활용한 인공장기 기술에 이 같은 미래기술들이 결합할 경우, 단순히 인체 일부를 대체하는 수준을 넘어 다양한 기능을 탑재하거나 인간 신체의 한계를 넘어서는 미래형 인공장기도 현실화할 수 있다. 누구나 초인적인 육체를 활용할 수 있는 ‘사이보그’의 시대가 조금씩 가까워지고 있는 것.

눈을 완전히 대체할 ‘인공안구’는 아직 미완성…관련 연구는 활발하게 진행 중

다양한 인공장기들이 개발되고 일부는 환자들에게 성공적으로 이식돼 성과를 내고 있지만, 인간의 눈을 완전히 대체할 인공안구는 아직 미완성 단계에 머물고 있다. 눈은 고도로 발달된 인체 중에서도 가장 정밀한 기관이기 때문.

눈은 크게 외부에서 들어오는 빛을 굴절시키는 각막과 수정체, 빛의 통과량을 조절하는 홍채, 빛을 받아들이는 동공, 빛의 상이 맺히는 망막과 시각 정보를 뇌로 전달하는 시신경으로 이뤄져 있다. 현재 이종 조직이나 환자의 세포를 활용하는 바이오 인공안구 연구는 전체 안구를 제작하기 전 단계인 눈의 각 부위를 인공적으로 제작하는 단계에 다다라 있다.

각막의 경우 영국 뉴캐슬대학교 연구팀이 2018년 3D 바이오 프린팅 기술을 활용해 제작한 인공 각막이 최신 기술이다. 이 연구팀은 각막과 알지네이트, 콜라겐을 혼합한 혼합줄기세포(Mixed Stem Cells)를 만들어 바이오 3D 프린터로 인간의 각막 형태로 출력한 인공 각막을 최초로 제작하는 데 성공했다.

국내에서는 한국과학기술연구원(KIST) 연구팀이 2018년 인공망막장치 제작을 위해 망막을 구성하는 광수용체 단백질을 생산, 분리하는 데 성공했다. 또한, 망막 표면에 마이크로 전극을 이식해 신경 세포를 자극하는 형태의 인공망막장치 제작을 위해 시신경이 밝기 정보를 뇌에 전달하는 메커니즘을 규명하는 등 더욱 정교한 인공망막장치 제작을 위한 연구를 진행 중이다.

전자기기를 활용한 인공안구의 경우 2013년 미국 기업 세컨드 사이트(Second Sight)가 개발한 ‘아르구스(Argus) II’가 가장 널리 알려져 있다. 아르구스 II는 2013년 미국 FDA 승인을 받은 이후 임상시험을 진행한 결과 시력이 일부 회복되는 효과를 얻었으나, 일부 안구질환을 앓는 환자에게만 적용이 가능하다는 한계가 명확하다. 이후 세컨드 사이트는 2017년 아르구스 II를 기반으로 시각 피질 표면에 전극을 넣는 ‘오리온’을 개발해, 현재 임상실험을 진행 중이다.

▲ 미네소타 대학교 연구팀이 개발한 인공안구(출처 : 미네소타 대학교 홈페이지)

최근 이 분야에서 가장 주목받는 연구성과는 미네소타대학 연구팀의 연구 성과다. 이 연구팀은 2018년 3D 바이오 프린팅 기술을 활용해 안구 모양의 투명한 반구 위에 빛을 받아들일 수 있는 수용체(일종의 망막)를 출력하는 데 성공했다. 먼저 잉크로 반구 형태를 완성한 후 그 위에 포토다이오드와 반도체를 출력해 빛을 전기로 전환해 받아들이는 방식. 반도체로 빛을 받아들이는 것까지는 성공했지만, 상용화가 가능한 인공안구를 제작하기까지는 아직 추가적인 개선이 필요할 것으로 보인다.

스마트 아이 구현을 위한 반도체의 역할은?…핵심은 ‘CMOS Image Sensor’ 기술 발전

전자기기가 작동하기 위해서는 반도체가 필요하다. 인공안구 역시 일종의 전자기기로, 시스템을 제어하고 작동시킬 시스템 반도체는 물론, 시스템 구현에 필요한 데이터를 보관해 둘 메모리 반도체가 반드시 필요하다. 특히 인공안구의 경우 빛을 전자신호로 변환해 시신경에 전달하는 것이 핵심 메커니즘인 만큼, 전자기기에서 카메라 등에 탑재돼 유사한 일을 하는 CMOS Image Sensor(이하 보증카지노)의 역할이 막중하다.

보증카지노는 눈의 망막과 마찬가지로 렌즈를 통해 받아들인 빛의 색과 밝기를 전기신호로 변환해 중앙처리장치에 전달하는 역할을 하는 반도체다. 각종 카메라에 삽입돼 전자기기의 눈 역할을 하고 있다.

하지만 현재 보증카지노 기술은 인간의 눈이 하고 있는 고도로 정밀한 시각 정보 처리 수준에는 못 미친다. 해상도, 입체감, 감도 등 주요 기능이 인간의 눈에 비하면 부족한 것이 현실. 사람 눈의 해상도는 576Mp(메가 픽셀)인데 반해, 현재 보증카지노가 구현할 수 있는 최고 해상도는 108Mp 수준에 머물고 있다. 밝은 곳에서 급격하게 어두운 곳으로 전환될 경우, 또는 그 반대의 경우 그 즉시 시각 정보를 받아들이는 기능 역시 인간 눈의 수준에 도달하려면 아직 갈 길이 멀다.

하지만, 인간의 눈에 비해 보증카지노만이 우월한 부분도 있다. 인간의 시야각은 좌우 약 110~120도, 상하 약 150도인데 반해 보증카지노는 상하좌우 최대 360도 범위를 모두 커버할 수 있다. 또한, 멀리 있는 사물을 잘 볼 수 있는 망원 기능 등 인간 눈의 한계를 넘어설 수 있는 가능성도 보유하고 있다. 즉, 보증카지노 기술이 발전해 해상도와 감도가 우리 눈의 수준에 도달하면, 보증카지노가 인간의 눈을 대체하는 것은 물론, 인간의 한계를 넘어서는 다양한 시각 기능을 우리에게 선물할 수 있다는 의미다.

SK하이닉스 보증카지노 Marketing Strategy 조호영 TL은 “인간의 눈은 인식 기능을 주로 담당해 수집된 시각 정보를 별도로 출력(Display)하지는 않는 반면, 보증카지노는 출력을 위한 시각 정보를 확보하는 역할이 주된 기능”이라며 “향후 인식 기능이 강화되면 인간의 눈이 할 수 있는 역할을 대신하는 것은 물론, 눈을 대신하며 수집한 정보를 출력하는 디스플레이 장치로서도 기능할 수 있을 것”이라고 설명했다.

그러면서 “보증카지노는 사람의 눈과 달리 다양한 목적으로 설계된 모듈로 제작돼 탈부착이 가능하다는 강점도 있어, 여러 상황에 따라 목적에 맞는 보증카지노를 장착해 일상을 더욱 편리하게 만들 수 있을 것”이라며, “가까운 미래에는 소방관이 화재가 발생하면 360°, 망원, 야간 투시 등의 기능이 있고, 열에 강한 보증카지노를 장착하고 화재 현장에 투입되는 등 각 상황과 역할에 맞는 보증카지노를 탈부착하면서 사용할 수 있는 시대가 올 것”이라고 전망했다.

놀라운 시력으로 세상을 바꿀 그들의 이야기가 시작된다! “눈력자들”

스마트폰 성능전쟁, 이제 승부처는 ‘카메라’…수요 다변화에 모바일용 보증카지노는 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 보증카지노 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 보증카지노 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 보증카지노 분야에서 특화된 경쟁력을 확보하고 시장에서의 입지를 단단히 다지는 것이 당면 목표.

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