반도체 블루칩 '이미지센서', 차량으로 '전이'

[아이뉴스24 김문기기자] 비메모리 반도체 CIS(CMOS Image Sensor)가 모바일과 PC뿐만 아니라 보안감시와 드론 등으로 저변이 확대되고 있다. 특히 4차산업혁명과 맞물려 진화발전 중인 5G 네트워크와 자율주행차량 분야가 급속도로 성장하며 이에 대한 CIS 적용범위가 넓어지고 있다.

CIS는 전력효율이 탁월한 상보성 금속산화막 반도체(CMOS)를 기반으로 한 이미지센서를 말한다. 빛 에너지를 전기 신호로 바꿔주는 역할을 한다. 가령 사용자가 현재 장면을 카메라로 찍으면 이를 디바이스의 언어인 전기로 바꿔 이해할 수 있도록 돕는다고 할 수 있다.

시장조사업체 가트너에 따르면 이미지센서 시장은 지난 2015년 106억달러(한화 약 12조77억원)에서 오는 2020년 139억달러(한화 약 15조7천억원)로 연평균 5.7% 성장할 전망이다. 이 중 CMOS 이미지센서의 경우 2015년 92%에서 2020년 98%까지 올라간다.

또 다른 시장조사업체 IC인사이츠는 금액 기준 지난 2015년 99억달러(한화 약 11조2천억원)에서 오는 2020년 152억달러(한화 약 17조2천억원)까지 올라간다. 2015년의 경우 휴대폰이 차지하는 비중은 70%이지만 차량용은 3%로 미미한 수준이다. 오는 2020년에는 휴대폰 비중이 48%까지 줄어들지만 차량용은 오히려 늘어 14%까지 상승할 것으로 추측된다.

IHS의 경우에도 차량용 CIS의 급격한 성장을 예상하고 있다. 지난 2014년 3천360만개였던 차량용 이미지센서 시장은 오는 2019년 8천769만개로 늘어난다. 연평균 21.1% 성장할 전망이다.

최대 3개 가량의 이미지센서가 적용되는 스마트폰과 달리 차량에는 수많은 이미지센서가 필요하다. 특히 자율주행을 위해서는 내외부 상황을 모니터링 할 수 있는 CIS의 역할이 절대적이다. 차량 1대 당 설치되는 카메라는 12대 이상으로 그만큼의 CIS가 투입되는 셈이다.

이미지센서 시장에서 독보적인 점유율을 보유하고 있는 곳은 소니다. 소니는 매출액 기준 지난해 44.5%의 점유율로 1위를 유지하고 있다. 삼성전자가 15%의 점유율로 2위를 차지하고 있다. 1위 소니와는 상당한 격차다.

소니가 적자의 수렁에서 벗어날 수 있었던 비결이 이미지센서 사업 성장에 있다. 소니는 지난 2015년 중간연결결산으로 5년만에 흑자를 기록했다. 이미지센서 사업이 실적을 견인한 것으로 분석된다. 당시 소니는 모든 생산시설을 풀가동하더라도 수요 대비 공급량을 맞추지 못할 정도였다.

2015년 소니는 생산량을 확대하기 공모증자로 조달한 4천억엔(한화 약 4조257억원) 대부분을 이미지센서 설비에 투자했다. 도시바로부터는 반도체 제조관련 시설을 인수받기로 했다. 소니는 도시바 오이타 공장 내 CMOS 이미지센서 및 메모리 컨트롤러 제조 시설을 190억엔(한화 약 1천912억원)에 양도받고 CIS 생산량 증가에 박차를 가했다.

앞서 소니는 2010년에도 일본 나가사키에 위치한 도시바 반도체 공장도 매입해 CMOS 센서 생산라인을 구축한 바 있다.

최근 소니는 차량용 이미지센서로 발을 넓히고 있다. 최근 소니는 1/2.7타입 245만 유효화소 차량 카메라용 IMX390CQV CIS 개발을 완료하고 오는 2018년부터 양산에 돌입한다. 플리커 현상을 줄여주는 LED 플리커 억제 기능과 120dB 와이드 다이내믹 레인지 촬영이 가능한 HDR 기능도 탑재했다.

삼성전자는 전장사업팀을 신설하는 한편, 올해는 시너지그룹까지 새로 추가시켰다. 인수한 하만과의 협업을 염두한 포석이다.

소니 추격을 위해 CIS 생산 설비 증설에도 나선다. 삼성전자는 지난 4월 열린 실적발표에서 "수요변동에 따른 탄력적인 대응을 위해 반도체 전체 캐파를 최적화하고 있다. 11라인 일부를 이미지센서 시장에 대응하기 위해 CIS로 전환한다"고 말했다.

삼성전자 화성 11라인은 D램을 주력으로 생산하고 있다. 이 중 일부를 CIS로 전환한다. 오는 2018년 상반기 양산을 목표로 한다. 정확하게는 고객사 요청이나 시장 상황에 따라 탄력적으로 해 나간다는 방침이다.

삼성전자는 "이미지센서 시장은 듀얼카메라 채택 확대 등 다양하게 성장중이다. 자동차나, VR, 360 카메라 등 고객사가 확대되고 있다"고 설명했다.

한편, 인텔도 올해 차량용 카메라 시스템을 개발하는 모빌아이를 153억달러(한화 약 17조6천억원)에 인수했다. 인텔은 두뇌 역할을 담당하는 제온 프로세서와 네트워크 통신모뎀까지 결합해 시신경까지 연결하는 작업에 착수했다.