50M CIS가 스마트폰 카메라 모듈 화소의 주류가 될 것이다.

다음은 중국 기사를 번역/ 요약한 것입니다.

원문: https://mp.weixin.qq.com/s/7l6BY-opKVkUClIvgBEBCw

为何5000万像素已成为主流，亿级CMOS却没有

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스마트폰카메라 모듈 화소에 대한 뉴스는 국내에는 많지 않아서 공유해봅니다.

 

요즘 휴대폰 이미징 분야에는 항상 두 가지 다른 목소리가 있었습니다. 

첫 번째 관점은 휴대폰의 이미징 성능을 향상시키기 위해서는 감광 영역이 더 큰 센서를 사용해야 한다는 것입니다. 

두 가지 개념의 차이점은 실제로 현재 CMOS 센서의 두 가지 다른 개발 방향, 즉 큰 크기와 높은 픽셀을 나타냅니다.

 

실제로 휴대폰용 CMOS 센서의 돌파구는 2019년 8월 삼성이 1/1.33인치 크기, 픽셀 크기 0.8μm의

10억 화소 센서 HMX를 최초로 출시하면서 시작됐습니다.

 거의 동시에 플래그십 이미징 모델에 사용되는 센서는 최대 6400만 픽셀에 불과한 경우가 많았으므로

삼성전자 센서는 동시에 4픽셀 인-원 모드도 지원하기 때문에 어두운 환경에서 더 많은 양의 빛을 얻을 수 있어

한동안 각광을 받았다고 할 수 있었습니다.

 

그러나 이미징 분야에서 픽셀의 수는 이미지 품질을 결정하는 근본적인 요소가 아니었습니다.

적다는 것은 픽셀 크기가 더 크다는 것을 의미하므로

저조도 및 기타 환경에서는 일반적으로  크기가 큰 저화소 CMOS의 성능이 더 좋습니다.

 

센서 자체로 돌아가서

삼성은 1억 화소로 CMOS를 계속 반복하고 있으며, HM2, HM3, HP2, HP3와 같은 일련의 고화소 센서가

연달아 출시되어 현재 2억 화소에 도달했습니다. 

그 중 예를 들어 HP2는 1/1.3인치의 중간 크기로 동체 내부 공간에 대한 요구 사항을 줄일 수 있으며

동시에 "Super QPD" 및 이중 슬로프 게인 회로로 인해

고화소 센서의 포커싱 속도 및 색 다이내믹 레인지 문제를 해결합니다.

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그러나 삼성은 현재까지 Galaxy S23 Ultra를 제외하고

다른 제조업체 모델에는 이 200메가픽셀 플래그십 CMOS가 장착되지 않았습니다.

이에 비해 삼성의 다른 메가픽셀 CMOS는 픽셀 수를 제외한 거의 모든 측면에서 뒤처져 있어

플래그십 이미징 모델에서 메가픽셀 센서의 존재는 점점 줄어들고 있습니다.

 

실제로 이 시장의 선두 제조사인 Sony와 옴니비젼은 자체적으로 1억 화소 제품을 계획하고 있고

옴니비젼도 2억 화소 제품을 보유하고 있지만 이 두 관련 제품의 구체적인 양산 정보는 아직 발표되지 않았습니다.

 초고화소 CMOS 솔루션이 주류 플래그십 시장에서 거부감이 들기 시작한 것 같다는 점을

어렵지 않게 발견할 수 있으며

여기서 유일하게 좋은 소식은 로우엔드 및 로우엔드 메가픽셀 센서가 도약 구성 전략을 구현하는 모델에

채택되는 경우가 많기 때문에 미드엔드 시장에서 부족함이 없다는 것입니다.

 

그에 반해 센서가 커질 경우의 가장 큰 장점은 자연스럽게 더 많은 빛이 입력되고

저조도 또는 복잡한 조명 환경에서 더 많은 디테일을 얻을 수 있으며

더 높은 신호 대 잡음비와 더 높은 다이나믹 레인지를 가지고 있다는 것입니다. 

동일한 조리개를 전제로 더 나은 흐림 효과를 가지며 크기가 커질 수록 동일한 초점 거리에서 더 넓은 시야각을 갖습니다.

 

분명히 빅 인치 CMOS에도 단점이 없는 것은 아닙니다.

광 모듈에 더 많이 의존하기 때문에 전체 모듈의 크기가 상대적으로 크고

동체 내부 공간에 대한 설계 요구 사항이 더 높습니다. 

따라서 이제 시장에 나와 있는 거의 모든 주류 탑 이미징 플래그십이 후면 카메라 모듈이 카툭튀가 되었으며

잠망경 망원을 수용하기 위해 이러한 모델은 일반적으로 크기 면에서 어느 정도 타협했습니다.

 

픽셀 선택 측면에서 1200만 픽셀, 4800만 픽셀, 6400만 픽셀, 1억 800만 픽셀을 시도한 후

상위 센서 제조업체는 최종적으로 5000만 픽셀의 중간 값을 선택했습니다. 

제3자 시장조사기관인 일본의 TSR Corporation이 최근 발표한 관련 자료에 따르면

2020년 5000만 화소 센서 출하량은 1600만개에 불과하지만

2026년에는 5000만 화소 센서 출하량이 CIS 글로벌 휴대폰 시장 수량이 10억대까지 급증할 수 있습니다.

이것은 또한 50메가픽셀 트랙이 미래에 활용될 수 있는 큰 잠재력을 가질 수 있음을 의미합니다.

 

픽셀 값이 결정되면 CMOS 크기를 놓고 경쟁하는 센서 제조업체의 "군비 경쟁"이 시작되며

현재 Sony IMX766의 1/1.56인치에서 IMX989의 1인치로 올라갔습니다.

 그리고 플래그십 스마트폰 역시 '멀티 카메라 융합' 컨셉을 기반으로 초광각, 인물, 망원 등 다양한 렌즈를 추가하고

동일한 수의 센서를 매칭하여 휴대폰 촬영에 대한 사용자의 다양한 요구를 충족합니다.

 

올해 OPPO의 비디오 플래그십 Find X6 Pro를 예로 들면

현재 최상위 비디오 플래그십의 표준 구성과 IMX989를 기반으로 한 1인치 광각,

그리고 구성되는 " 3 메인 카메라" 1/1.56인치 IMX890 Retrospective 입니다. 

Mi 13 Ultra에는 하나의 IMX989와 3개의 1/2.51인치 IMX858로 구축된 "라이카 쿼드 카메라" 이미징 시스템이

사용됩니다. 

비보 X90 프로+의 후면 상단 카메라 모듈은 좀 더 복잡해서 1인치 IMX989 아웃솔 광각,

1/2.4인치 IMX758, 1/2인치 IMX598, 인치 OV64B 입니다.

 

플래그십 비디오폰과 같은 복잡한 멀티 카메라 시스템 이면에는

사실 튜닝, 어댑테이션, 영상 알고리즘, 톤 질감 등 관련 제조사들의 많은 노력이 담겨있습니다.

 하지만 이런 하드웨어들을 무턱대고 쌓아서 사용자들에게 밀어붙인다면 그 결과는 참담할 것 같습니다.

결국 대부분의 사용자들에게 어떤 렌즈나 어떤 센서를 사용할지 수동으로 선택해야 한다면

학습 비용이 매우 많이 듭니다 . 

 

따라서 휴대폰 제조업체는 만장일치로 비디오 플래그십의 후면 멀티 카메라를 "풀 메인 카메라"로 설계했습니다.

이 경우 사용자가 촬영할 때 휴대폰이 장면이나 모드에 따라 자동으로 렌즈를 선택하여

사용자 참여가 필요한 번거로운 단계를 최소화합니다.

 

사실 이것이 바로 애플을 비롯한 많은 휴대폰 제조사들이 채택한 솔루션으로

가장 최적화된 하드웨어를 사용하여 촬영 가능 여부의 문제를 해결한 다음 복잡한 선택을 휴대폰 자체에 넘기는 것입니다

이때 사용자는 촬영하고자 하는 피사체를 찾아 셔터를 누르기만 하면 됩니다.