micron, CCD 화질의 130만화소 CMOS 센서 출시!

[Strawberry™]

지난 일요일, 라스베이거스에서 열리는 PMA 2003의 개최와 함께, 마이크론(Micron)은 CCD 센서와 CMOS 센서간의 성능논쟁을 종식시킬만한 화질을 가지는 새로운 130만화소 CMOS 센서를 출시하였다. 디지털 스틸 카메라 및 비디오 카메라, PC 카메라를 위해서 만들어진 MI-1300 이미지 센서는 아이다호 보이즈에 있는 마이크론의 제3공장에서 0.18㎛ DRAM 제조공정을 사용해서 만들어진다.

마이크론은 이 센서가 CMOS 센서기술이 가지는 장점들을 그대로 수용하면서 CCD 센서 수준의 화질을 가진다고 주장하고 있으며, 제품의 사양은 그러한 주장을 뒷받침하고 있다. MI-1300은 이 제품군에서는 최초로 출시된 1백만화소 이상의 제품이며, 연내에 더욱 많은 화소를 집적한 제품이 출시될 예정이다.

이 센서가 가지는 다른 CMOS 센서들보다 뛰어난 기능 및 성능은 다음과 같다.

- 빛이 닿지 않는 곳에서의 노이즈로 인해 발생하게 되는, 암부발생 전류가 대단히 적다. 일반적인 암부발생전류는 CCD 센서의 경우 전자 20개 수준이며, CMOS 센서의 경우 전자 1,150개 수준이었다. 그러나 MI-1300은 CCD와 유사한 전자 20개 수준의 암부발생전류만을 보인다. mV/sec 단위로 환산해서 동급인 옴니비전사의 OV9620 130만 화소 센서와 비교할 때, 경쟁 모델이 28mV/sec의 암부발생전류를 보인 반면 MI-1300은 1mV/sec 이하의 매우 적은 노이즈를 보였다. 아래 사진은 그러한 특징으로 인한 화질차이를 보여준다.



- 경쟁사 제품의 다이내믹 레인지(danamic range : 색상 표현 영역)과 신호대 잡음비가 54dB/45dB인데 반해, 60dB/46dB으로 더 우수하다. CCD는 아나로그 기기이기 때문에 CCD 자체보다는 신호대잡음비와 아나로그-디지털 컨버터에 의해서 품질이 좌우된다. 마이크론은 CCD와의 비교치는 공개하고 있지 않다. MI-1300에는 10bit의 아나로그-디지털 컨버터가 집적되어 있다.

- 마이크론사의 0.18㎛ 공정으로 제작된다. 오늘날 대다수의 CMOS 센서는 0.25~0.35㎛ 공정에서 제작되지만, 마이크론은 자사 고유의 미세공정을 사용해서 품질을 향상시켰고, 각각의 포토다이오드에 캐패시터가 연결되어 있는 등 물리적으로 다른 CMOS 센서들과는 완전히 틀리도록 제작하였다. 그 결과 품질과 속도, 가격 등의 측면에서 큰 잇점을 갖는다.

- 픽셀의 높이가 낮아서 입사되는 빛들의 간섭현상이 매우 적다. 이는 인식된 화상의 품질을 향상시킬 수 있는 대단히 중요한 기술이지만, 아직 마이크론은 이 기술에 대한 타사제품들과의 비교자료는 공개하고 있지 않다.



- 높은 민감도 - 노이즈의 감소로 인하여 전반적인 다이내믹 레인지에서의 향상이 있었고, 이는 저조도 상황에서의 민감도를 증가시켰다.

- 바이어(Bayer) 패턴 형태의 컬러 필터 어레이로 4개의 트랜지스터를 픽셀에 집적함으로써 3개의 트랜지스터를 사용할 때 볼 수 있는 높은 노이즈가 제거되었다.
30fps의 빠른 속도로 촬영이 가능하다. 현재 30fps의 촬영기능을 제공하는 대다수의 CMOS 센서는 낮은 해상도서만이 가능하지만, 이 제품의 경우 화소를 최대로 사용한 촬영에서도 30fps의 촬영이 가능하다.

- 자동노출/자동초점/자동 밸런스 보정/서브 샘플링 기능 등이 모두 하나의 칩 안에 집적되어 있어서 시스템을 구축하는데 필요한 칩의 수를 줄이고 가격을 낮추었으며, 신뢰도를 향상시켜싿.

마이크론 이미징 그룹의 이사인 셰인 토머스(Shane Thomas)에 따르면, 이 제품의 출시일은 아직 밝히기 이르지만, 마이크론은 디지털 카메라 제조사들과 이 제품을 사용한 디지털카메라의 제작을 협의중에 있으며, 연내에 제품을 볼 수 있을 것이라고 전했다. 그러나 VGA 해상도의 CMOS 제품군의 경우 3주 후 정도면 공급이 가능할 것이며, 올해 중반 정도까지는 대형 제조사들과의 협의가 끝날 것이라고 한다. MI-1300의 가격은 1만개 단위 구입시 개당 $10 이하라고 한다.

생산공정의 본격화 및 생산량의 확보는 문제될 것이 없어보인다. 마이크론은 이미 높은 완성도의 DRAM 제조공정 설비를 보유하고 있기 때문에 매우 높은 수율을 달성할 수 있을 것이다.

MI-1300은 48핀의 CLCC 패키지로 공급되며, 1/2"의 센서 크기를 가지고 있다. 픽셀의 크기는 5.2㎛이다. 1280x1024의 해상도로 이미지의 촬영이 가능하며, 일반적인 3.3V의 전원에서 동작한다. 소모전력은 30fps로 촬영시에 300mW 정도이며, 스탠바이시에는 0.1mW만을 소모한다.