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디지털 카메라 역사에서 이미지 센서의 중요성을 빼놓을 수 없다. 이미지 센서는 디지털 카메라와 카메라폰 모듈 등에 탑재해 외부에서 빛을 받아들여 전기적 신호로 전환하는 기능을 하는 반도체 소자다. 이미지 센서는 크게 출력부까지 전송되는 방식에 따라 ‘전하결합소자(CCD)’와 ‘상보성금속산화물 반도체(CMOS)’ 이미지 센서로 나뉜다.
첫 이미지 센서는 CCD였다. 67년부터 개발을 시작해 70년 벨연구소에서 개발한 것으로 전해진다. 1호 CCD는 흑백이었는데 75년 코닥 엔지니어였던 스티브 세손(Steve J Sasson)이 흑백 100×100 픽셀 초기형 CCD를 장착해 시제품 카메라를 내놨다. 85년을 기점으로 CCD 개발이 활기를 띠면서 가히 전쟁으로 불릴 정도로 급격한 기술 진화를 이뤘다. CMOS에 앞서 CCD 센서는 80년대 초반부터 상업화가 이뤄졌다. 특히 80년대 후반에는 일본에서 CCD 이미지 센서 관련 특허 출원이 급증해 전체 특허 건수가 급격히 늘어났다. 반면 CMOS 아이디어가 나온 것은 1960년대 후반이지만 실용화는 미세가공 기술이 보편화한 1990년대 이후다.
CCD는 저잡음에서 신호 출력이 가능하며 화소간 균일성을 유지해 CMOS에 비해 고화질을 구현할 수가 있다. 하지만 최근 CMOS 센서가 반도체를 포함한 여러 가지 부품을 하나의 칩에 집적하는데 유리하다는 장점을 내세워 시장을 넓혀 가고 있다. ‘원칩’화뿐 아니라 CCD 이미지 센서 대비 가격도 절반 수준이고 양산에도 유리하다. CCD 제품에 비해 저소비 전력을 구현할 수 있다. CCD칩 업체는 소니·샤프·파나소닉이, CMOS 업체 군에는 소니·마이크론·옴니비전·캐논·산요 등이 포진해 있다. 강병준기자 bjkang@etnews.co.kr