VOL.26
2025.12
Changing Tomorrow>R&D Project②
톱티어 카메라 반도체,
전 세계 80억 인구의 인생을 정밀하게 담다
전 세계 80억 인구의 인생을 정밀하게 담다
차세대 고기능 모바일 카메라 응용을 위한 핵심 시스템반도체
(Sensor-shift 5축 제어 OIS Controller, 연속 Zoom Controller, TOF 센서 IC) 기술 개발
(Sensor-shift 5축 제어 OIS Controller, 연속 Zoom Controller, TOF 센서 IC) 기술 개발
| ㈜동운아나텍
글 김아름 사진 서범세
손바닥 크기의 스마트폰이 달 표면의 크레이터를 포착하고, 어두운 콘서트장 안 ‘최애❶’ 아이돌의 ‘숨멎❷’ 비주얼을
담아낸다.
누구나 전문 촬영 작가 못지않은 결과물을 만들어내는 시대. 그 중심에 모바일 카메라 기술이 있다.
특히 렌즈의 흔들림을 바로잡고, 초점을 맞추며, 피사체를 인식하는 일련의 과정을 0.1초 이내에 처리하는 시스템반도체가 핵심이다.
- ❶ 최애 : 가장 사랑함. 또는 그런 대상.
- ❷ 숨멎 : ‘숨이 멎다’를 줄여 이르는 말로, 무척 멋있거나 놀라운 광경을 볼 때 쓰는 말.
연구과제명
차세대 고기능 모바일 카메라 응용을 위한 핵심 시스템반도체(Sensor-shift 5축 제어 OIS Controller, 연속 Zoom Controller, TOF 센서 IC) 기술 개발
제품명(적용 제품)
eOIS IC(2021년), Sensor-shift OIS IC(2022년), iToF 센서(2022년), Zoom OIS IC(2023년), dToF 센서(2023년)
개발기간
(정부과제 수행기간)
2021년 4월 1일 ~ 2023년 12월 31일
총 정부출연금
총 64억 3513만 원(정부 지원 53억 3975만 원,
기관 부담 10억 9538만 원)
개발 기관
㈜동운아나텍, ㈜세미파이브, 한국전자기술연구원,
㈜솔리드뷰, 울산과학기술원
참여 연구진
박진 외 ㈜동운아나텍 29명, 이준우 외 ㈜세미파이브 6명, 조강일 외 한국전자기술연구원 3명, 전정훈 외 ㈜솔리드뷰 3명, 김명수 외 울산과학기술원 10명
KEIT 과제를 통해 개발 및 고도화한 ‘스마트폰 카메라 제어 칩 5대 핵심 기술’
| 기술명 | 역할 및 작동 원리 | KEIT 과제 성과 |
|---|---|---|
| AF(자동 초점) | 렌즈를 0.1마이크로미터씩 정밀하게 움직여 초점 맞춤 | 고도화 |
| OIS(손떨림 방지) | 상하·좌우 방향으로 움직이는 떨림을 감지해, 렌즈를 반대 방향으로 움직여 실시간으로 보정 | 고도화 |
| 센서 시프트 | OIS에서 보정할 수 없는 원형 방향의 떨림을 보정하기 위해 이미지 센서 자체를 회전시켜 완벽히 보정 | 신규 개발 |
| 연속 줌 | 1배부터 최대 10배까지, 하나의 렌즈가 실제로 움직이며 DSLR처럼 매끄럽게 확대 | 신규 개발 |
| TOF 센서 IC | 빛을 쏘아 반사되는 시간을 계산하는 3D 방식의 거리 측정 | 신규 개발 |
세계 최상위 역량과 라인업 구축
OIS가 상하·좌우 떨림을 보정하고, 센서 시프트 기술이 센서 자체를 움직여
회전 방향의 떨림까지 완벽하게 잡아낸다.
회전 방향의 떨림까지 완벽하게 잡아낸다.
KEIT가 지원한 동운아나텍의 과제는 ‘차세대 고기능 모바일 카메라 응용을 위한 핵심 시스템반도체 기술 개발’이다. 이름은 하나지만 실제 개발한 기술은 총 5가지로,
모두 스마트폰 카메라를 움직이고 제어하는 데 필요한 핵심 기능이다. 각각 별도의 시스템반도체 칩Chip으로 구현되는데, 주요 기술은 다음과 같다.
첫째, 화면 속 피사체가 선명하게 보이도록 렌즈를 움직여 초점을 맞추는 ‘AFAuto Focus’. 둘째, 손떨림을 보정해 흔들림을 줄이는 ‘OISOptical Image Stabilization’. 셋째는 센서 자체를 움직여 회전 방향의 흔들림까지 추가로 보정하는 기술 ‘센서 시프트Sensor-shift’. 넷째는 1배부터 10배까지 전 구간에서 선명한 화질을 구현하는 ‘연속 줌Zoom’이다. 그리고 빛을 쏘아 대상과의 거리를 빠르고 정확하게 측정하는 ‘TOFTime of Flight’가 다섯째다.
이 칩들은 카메라 렌즈 모듈 내부에 들어간다. 어떤 칩을 몇 개 넣을지는 기기 사양에 따라 달라지는데, 하이엔드❸ 제품일수록 여러 종류의 칩이 복수로 탑재되는 방식이다. 동운아나텍은 AF와 OIS에 강력한 경쟁력을 보유한 반도체 기업으로, 특히 AF 칩에서는 세계 최고의 생산량과 기술력을 자랑한다.
첫째, 화면 속 피사체가 선명하게 보이도록 렌즈를 움직여 초점을 맞추는 ‘AFAuto Focus’. 둘째, 손떨림을 보정해 흔들림을 줄이는 ‘OISOptical Image Stabilization’. 셋째는 센서 자체를 움직여 회전 방향의 흔들림까지 추가로 보정하는 기술 ‘센서 시프트Sensor-shift’. 넷째는 1배부터 10배까지 전 구간에서 선명한 화질을 구현하는 ‘연속 줌Zoom’이다. 그리고 빛을 쏘아 대상과의 거리를 빠르고 정확하게 측정하는 ‘TOFTime of Flight’가 다섯째다.
이 칩들은 카메라 렌즈 모듈 내부에 들어간다. 어떤 칩을 몇 개 넣을지는 기기 사양에 따라 달라지는데, 하이엔드❸ 제품일수록 여러 종류의 칩이 복수로 탑재되는 방식이다. 동운아나텍은 AF와 OIS에 강력한 경쟁력을 보유한 반도체 기업으로, 특히 AF 칩에서는 세계 최고의 생산량과 기술력을 자랑한다.
“이번 과제는 우리 기업의 기술 로드맵과 정확히 맞아떨어진 고마운 지원이었습니다. 특히 OIS 칩은 앞서 출시된 일본 기업과의 경쟁에 부담을
느꼈는데, 본 과제로 차세대 카메라 시장을 선도한 독보적인 기술력을 확보하게 되었지요.”
동운아나텍의 반도체부설연구소를 이끄는 박진 상무는 ‘OIS 기술력’을 강조했다. 스마트폰 카메라에 대한 품질 요구가 높아지는 상황에서, 흔들림을 잡아주는 OIS 칩의 성능은 사용자의 체감 품질을 결정짓는 핵심 요소다. 더욱이 동운아나텍이 압도적 1위 자리를 지키고 있는 AF 칩과 달리, OIS 칩 영역은 미국·일본·중국 등 여러 기업이 치열하게 경쟁하는 분야다. 따라서 OIS 기술에서 절대적 우위를 확보하는 것은 동운아나텍뿐 아니라 그들과 협업하는 국내 기업들의 성장에도 중요한 발판이 된다.
결과적으로 동운아나텍은 2021년부터 3년간 진행한 본 과제를 통해, AF와 OIS 칩의 고도화를 넘어 센서 시프트와 연속 줌, TOF 등 차세대 스마트폰에 확산될 기술에 대한 경쟁력까지 확보했다. 5가지 기술 라인업을 모두 갖춘 기업은 동운아나텍이 유일하다는 점 또한 돋보이는 성과다.
동운아나텍의 반도체부설연구소를 이끄는 박진 상무는 ‘OIS 기술력’을 강조했다. 스마트폰 카메라에 대한 품질 요구가 높아지는 상황에서, 흔들림을 잡아주는 OIS 칩의 성능은 사용자의 체감 품질을 결정짓는 핵심 요소다. 더욱이 동운아나텍이 압도적 1위 자리를 지키고 있는 AF 칩과 달리, OIS 칩 영역은 미국·일본·중국 등 여러 기업이 치열하게 경쟁하는 분야다. 따라서 OIS 기술에서 절대적 우위를 확보하는 것은 동운아나텍뿐 아니라 그들과 협업하는 국내 기업들의 성장에도 중요한 발판이 된다.
결과적으로 동운아나텍은 2021년부터 3년간 진행한 본 과제를 통해, AF와 OIS 칩의 고도화를 넘어 센서 시프트와 연속 줌, TOF 등 차세대 스마트폰에 확산될 기술에 대한 경쟁력까지 확보했다. 5가지 기술 라인업을 모두 갖춘 기업은 동운아나텍이 유일하다는 점 또한 돋보이는 성과다.
- ❸ 하이엔드High-end : 상품 따위의 기능이나 품질이 가장 뛰어나거나 가격이 비쌈.
20년 노하우에 차별화 더하다
동운아나텍은 스마트폰 시대 이전부터 카메라 시스템반도체의 가능성을 예견한 기업이다. 2007년 스티브 잡스가 첫 아이폰을 발표할 무렵, 회사는 이미 AF 드라이버 IC 개발에
착수했다. 당시 AF 칩은 일부 고급 피처폰에만 들어가는 비주류 기술이었고, 스마트폰이 어떤 속도로 성장할지 누구도 확신할 수 없던 때였다.
동운아나텍의 판단은 정확했다. 스마트폰 시장이 본격화되면서 AF 칩 수요가 폭발적으로 증가했고, 회사는 피처폰 시절부터 축적한 기술력으로 빠르게 스마트폰용 AF 칩 개발에 성공했다. 이후 중국과 일본 등 해외로 무대를 적극적으로 확장하며 글로벌 기업들과 협업해 입지를 넓혀갔다.
“이 시장에선 단순히 칩을 잘 설계하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 다양한 렌즈 및 모터와의 호환성, 빠르고 정확한 제어, 그리고 전력효율까지. 고객이 기대하는 것 이상의 결과물을 보여줘야 하는 분야가 되었죠.”
다양한 기업과 시장에서 쌓은 경험을 바탕으로 동운아나텍은 이제 글로벌 1위 카메라 시스템반도체 기업으로서 더욱 차별화된 입지를 구축하고 있다. 박 상무가 강조한 핵심 경쟁력은 세 가지다.
첫 번째는 ‘펌웨어❹ 기반의 설계’다. 스마트폰에는 수많은 부품이 탑재되고, 각 부품마다 특성이 다르다. 경쟁사들도 다양한 사양에 맞는 칩을 공급하지만, 새로운 렌즈나 모터가 등장하면 대응이 지연되는 경우가 생긴다. 이에 동운아나텍은 펌웨어 업데이트만으로 새로운 환경에 즉각 대응할 수 있는 시스템을 구축해 이러한 한계를 극복했다.
두 번째는 ‘저전력 기술’이다. 카메라 개수 증가와 사용 시간 확대는 배터리 소모를 중요한 이슈로 만들었다. 동운아나텍은 카메라 칩 자체의 구동 전력을 줄이는 기술로 경쟁우위를 확보하겠다는 전략이다. 세 번째는 ‘AI 기반 OIS 제어 기술’이다. 카메라에 사용되는 모터가 다양해지면서, 기존처럼 모터마다 제어기를 개별 설계하는 방식에 어려움이 커졌다. 이에 AI를 활용해 다양한 환경에서 자동으로 최적의 제어값을 찾는 기술을 개발 중이다.
“스마트폰 판매량은 과거처럼 빠르게 증가하지 않지만, 카메라 기능에 대한 요구는 계속 높아지고 있습니다. 동시에 스마트폰 외 다양한 스마트 기기로의 확장 가능성도 충분히 고려하고 있습니다.”
동운아나텍은 스마트폰 시장에서 검증한 카메라 제어 기술이 XR, 드론, 로봇, 자동차 등 다양한 산업용 카메라 성능을 크게 향상할 것이라 자신했다.
불과 10년 전 스마트폰으로 전문가 수준의 사진을 찍을 수 있으리라 상상한 사람이 얼마나 될까. 지금은 스마트폰으로 영화까지 찍는 시대다. 0.1마이크로미터 단위로 렌즈를 제어하는 기술이 진화를 거듭한 지금, 렌즈 뒤 보이지 않는 곳에서 작동하는 반도체가 앞으로 우리에게 어떤 새로움을 보여줄지 기대된다.
동운아나텍의 판단은 정확했다. 스마트폰 시장이 본격화되면서 AF 칩 수요가 폭발적으로 증가했고, 회사는 피처폰 시절부터 축적한 기술력으로 빠르게 스마트폰용 AF 칩 개발에 성공했다. 이후 중국과 일본 등 해외로 무대를 적극적으로 확장하며 글로벌 기업들과 협업해 입지를 넓혀갔다.
“이 시장에선 단순히 칩을 잘 설계하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 다양한 렌즈 및 모터와의 호환성, 빠르고 정확한 제어, 그리고 전력효율까지. 고객이 기대하는 것 이상의 결과물을 보여줘야 하는 분야가 되었죠.”
다양한 기업과 시장에서 쌓은 경험을 바탕으로 동운아나텍은 이제 글로벌 1위 카메라 시스템반도체 기업으로서 더욱 차별화된 입지를 구축하고 있다. 박 상무가 강조한 핵심 경쟁력은 세 가지다.
첫 번째는 ‘펌웨어❹ 기반의 설계’다. 스마트폰에는 수많은 부품이 탑재되고, 각 부품마다 특성이 다르다. 경쟁사들도 다양한 사양에 맞는 칩을 공급하지만, 새로운 렌즈나 모터가 등장하면 대응이 지연되는 경우가 생긴다. 이에 동운아나텍은 펌웨어 업데이트만으로 새로운 환경에 즉각 대응할 수 있는 시스템을 구축해 이러한 한계를 극복했다.
두 번째는 ‘저전력 기술’이다. 카메라 개수 증가와 사용 시간 확대는 배터리 소모를 중요한 이슈로 만들었다. 동운아나텍은 카메라 칩 자체의 구동 전력을 줄이는 기술로 경쟁우위를 확보하겠다는 전략이다. 세 번째는 ‘AI 기반 OIS 제어 기술’이다. 카메라에 사용되는 모터가 다양해지면서, 기존처럼 모터마다 제어기를 개별 설계하는 방식에 어려움이 커졌다. 이에 AI를 활용해 다양한 환경에서 자동으로 최적의 제어값을 찾는 기술을 개발 중이다.
“스마트폰 판매량은 과거처럼 빠르게 증가하지 않지만, 카메라 기능에 대한 요구는 계속 높아지고 있습니다. 동시에 스마트폰 외 다양한 스마트 기기로의 확장 가능성도 충분히 고려하고 있습니다.”
동운아나텍은 스마트폰 시장에서 검증한 카메라 제어 기술이 XR, 드론, 로봇, 자동차 등 다양한 산업용 카메라 성능을 크게 향상할 것이라 자신했다.
불과 10년 전 스마트폰으로 전문가 수준의 사진을 찍을 수 있으리라 상상한 사람이 얼마나 될까. 지금은 스마트폰으로 영화까지 찍는 시대다. 0.1마이크로미터 단위로 렌즈를 제어하는 기술이 진화를 거듭한 지금, 렌즈 뒤 보이지 않는 곳에서 작동하는 반도체가 앞으로 우리에게 어떤 새로움을 보여줄지 기대된다.
- ❹ 펌웨어 : 기기 안에서 하드웨어를 직접 움직이도록 돕는 내장 소프트웨어. 렌즈나 모터 같은 부품이 정확하게 작동하도록 돕는 기기 속 작은 프로그램.
Mini Interview
박진 ㈜동운아나텍 상무
5가지 카메라 제어 칩 라인업을 모두 갖췄다는 점은 어떤 의미인가?
스마트폰 카메라의 성능은 하나의 기술만으로 결정되지 않는다. AF, OIS, 센서 시프트, 줌, TOF가 각각 다른 역할을 맡으며, 고사양 제품일수록 이 기능들이 유기적으로 동작해야 한다. 따라서 한 기업이 모든 기술을 보유하면 전체 카메라 성능을 가장 최적화된 형태로 만들 수 있다는 강점이 생긴다. 또한 하나의 기기에 여러 회사의 칩이 사용되는 시장구조에서, 우리가 전 라인업을 갖췄다는 것은 더 많은 영역에서 우리 칩이 선택될 가능성이 높아졌다는 뜻이기도 하다.
스마트폰 카메라의 성능은 하나의 기술만으로 결정되지 않는다. AF, OIS, 센서 시프트, 줌, TOF가 각각 다른 역할을 맡으며, 고사양 제품일수록 이 기능들이 유기적으로 동작해야 한다. 따라서 한 기업이 모든 기술을 보유하면 전체 카메라 성능을 가장 최적화된 형태로 만들 수 있다는 강점이 생긴다. 또한 하나의 기기에 여러 회사의 칩이 사용되는 시장구조에서, 우리가 전 라인업을 갖췄다는 것은 더 많은 영역에서 우리 칩이 선택될 가능성이 높아졌다는 뜻이기도 하다.
과제를 진행하면서 기술적으로 가장 어려웠던 점은 무엇인가?
이제 우리 칩을 완벽하게 만드는 것만으로는 충분하지 않다. 함께 탑재되는 모터가 그 성능을 따라오지 못하면 양산이 어렵기 때문이다. 스마트폰용 모터는 작고 다양하게 만들어져 제품 간 편차가 큰데, 이로 인해 성능 확보에 어려움이 있었다. 고민 끝에 다양한 특성의 모터에서도 안정적으로 작동하는 펌웨어 기반 시스템을 구축했다. 간단한 업데이트만으로 모터 특성에 맞출 수 있어, 다양한 환경에 대응하는 능력이 높아진 것이다.
이제 우리 칩을 완벽하게 만드는 것만으로는 충분하지 않다. 함께 탑재되는 모터가 그 성능을 따라오지 못하면 양산이 어렵기 때문이다. 스마트폰용 모터는 작고 다양하게 만들어져 제품 간 편차가 큰데, 이로 인해 성능 확보에 어려움이 있었다. 고민 끝에 다양한 특성의 모터에서도 안정적으로 작동하는 펌웨어 기반 시스템을 구축했다. 간단한 업데이트만으로 모터 특성에 맞출 수 있어, 다양한 환경에 대응하는 능력이 높아진 것이다.
KEIT 과제 지원은 어떤 도움이 되었나?
새로운 선행 기술을 개발하는 데는 항상 리스크가 따르기 때문에, 우리처럼 규모가 크지 않은 기업에선 단독으로 과감한 투자를 결정하기가 쉽지 않다. 정부가 이 리스크를 함께 감당해준 덕분에 모험적인 R&D가 가능했던 것. 특히 센서 시프트나 연속 줌 같은 차세대 기술은 KEIT의 지원이 없었다면 개발 속도가 훨씬 더뎠을 것이다. 글로벌 무대에 당당히 설 수 있는 기술력 확보에 본 과제가 결정적인 역할을 했다고 본다.
새로운 선행 기술을 개발하는 데는 항상 리스크가 따르기 때문에, 우리처럼 규모가 크지 않은 기업에선 단독으로 과감한 투자를 결정하기가 쉽지 않다. 정부가 이 리스크를 함께 감당해준 덕분에 모험적인 R&D가 가능했던 것. 특히 센서 시프트나 연속 줌 같은 차세대 기술은 KEIT의 지원이 없었다면 개발 속도가 훨씬 더뎠을 것이다. 글로벌 무대에 당당히 설 수 있는 기술력 확보에 본 과제가 결정적인 역할을 했다고 본다.
㈜동운아나텍은?
2006년 설립된 팹리스Fabless 반도체 기업으로, 모바일 카메라 구동 칩 분야 글로벌 선두 기업이다. 스마트폰 카메라에 필요한 거의 모든 제어 칩 라인업을
보유하고 있으며, 특히 이미지 안정화OIS 및 자동 초점AF 제어용 IC 부문에 강점이 있다. 최근 자동차 전장 및 헬스케어 등으로 사업 영역을 확장하고 있다.
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