"시스템반도체 '기술 리더십' 강화"…속도내는 삼성전자

삼성전자가 출시한 업계 가장 작은 픽셀 크기 0.64㎛의 이미지센서 아이소셀 JN1[사진제공=삼성전자]

[아시아경제 김흥순 기자] 삼성전자가 시스템반도체 분야에서도 경쟁사들을 뛰어넘을 기술 리더십을 확보하는데 속도를 내고 있다.

13일 업계에 따르면 삼성전자는 최근 세계에서 가장 작은 픽셀 크기 0.64㎛(마이크로미터)인 5000만 화소 이미지센서를 출시했다. 이미지센서는 스마트폰용 카메라나 소형 촬영 장비 등에 장착하는 전자부품으로 카메라 렌즈로 들어온 빛을 디지털 신호로 변환해 이미지로 보여주는 시스템반도체의 한 종류다.

세상 가장 작은 픽셀 이미지센서 출시

'아이소셀 JN1'으로 불리는 신제품의 크기는 기존 2.8분의 1인치보다 작은 2.76분의 1인치다. 픽셀 크기 0.64㎛는 한 픽셀의 면적이 기존 0.7㎛ 픽셀의 이미지센서보다 16% 가량 작아진 것이다. 이에 따라 모듈의 높이가 약 10% 가량 줄어들게 돼 스마트폰 등에서 카메라가 돌출되는 현상을 최소화할 수 있다.

이미지센서 분야는 일본 소니가 글로벌 시장 점유율 절반 가량을 차지하고 있다. 시장조사기관 옴디아에 따르면 지난해 기준 소니의 관련 시장 점유율이 47.9%였다. 그러나 삼성전자도 초소형 픽셀을 통한 고화소 제품을 계속 출시하면서 소니를 추격하고 있다. 삼성전자의 관련 시장 점유율은 지난해 19.6%로 전체 2위. 대신 소니와의 격차는 2019년 35.1%에서 28.3%로 줄었다.

앞서 삼성전자는 2015년 1.0㎛, 2017년 0.9㎛, 2019년 0.7㎛ 픽셀을 업계 최초로 출시했다. 한편으로는 1.0㎛ 이상의 빅픽셀 기반 제품도 선보여 모바일 기기 제조사들의 선택지를 넓혔다. 이 같은 기술 리더십으로 지난해 이미지센서 매출은 33억4200만달러(약 3조7300억원)를 기록, 2019년 대비 22.3%나 늘었다.

사진제공=삼성전자

효율 35%↑…5G 무선통신 반도체 공정 기술 확보

삼성전자가 시스템반도체 분야에서 최근 발표한 또 하나의 성과는 스마트폰·태블릿PC 등에 탑재하는 5세대(5G) 이동통신용 반도체의 파운드리(반도체 위탁생산) 공정 신기술이다. 기존보다 미세한 8nm(나노미터·1nm=10억분의 1m) 기반 무선주파수(RF) 칩을 생산할 수 있는 기술력을 확보한 것이다.

RF 칩은 모뎀칩에서 나오는 디지털 신호를 아날로그로 변환해 우리가 사용할 수 있는 무선주파수로 바꿔주고, 반대로 외부 신호를 디지털로 변환해 모뎀칩으로 전송하는 역할도 하는 무선주파수 송수신 반도체다. 삼성전자에 따르면 이번에 기술력을 확보한 8나노 RF는 이전 14나노보다 미세화된 공정으로, RF 칩 면적은 35% 정도 줄이고 전력 효율은 35% 정도 향상된 제품 양산이 가능하다.

최근 5G의 등장으로 사용하는 주파수나 통신 규격, 통신 방식이 다양해지고 무선통신을 지원하는 모바일 기기들은 작고 가벼워지는 추세다. 기기의 배터리 사용시간도 늘고 있다. 이 때문에 작은 면적 안에 더 많은 기능을 담으면서도 전력 효율이 높은 RF 칩에 대한 수요가 증가하고 있다고 삼성전자는 설명했다.

RF 파운드리 시장에서는 삼성전자와 대만 TSMC, 미국 글로벌 파운드리 등이 경쟁하고 있다. 삼성전자는 이 분야에서도 기술 리더십을 통해 입지를 다졌다. 2015년 28나노 12인치 RF 공정 서비스를 시작한 뒤 2017년에는 업계 최초로 14나노 공정 기반 RF를 양산했다. 이후 프리미엄 스마트폰을 중심으로 5억개 이상의 모바일 RF 칩을 출하하며 경쟁력을 강화해왔다.

삼성전자는 이미지센서를 비롯해 초미세 공정 기술력, 안정적인 양산 체제, 파운드리 생태계 확대 등을 통해 2030년까지 시스템반도체 세계 1위에 오르겠다는 목표를 담은 '반도체 비전 2030' 달성에 속도를 내겠다는 의지를 드러냈다.

김흥순 기자 sport@asiae.co.kr