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중소기업 기술로드맵 조회결과

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실리콘 이미지 센서
* 발행 년도 : 2016년
1. 기술로드맵

실리콘 이미지 센서 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위

- 정의 : 실리콘 이미지센서는 비메모리 반도체 중 한 종류로 실리콘 반도체를 기반으로 광학영상(Optical Image)을 전기적신호로 변환시키는 반도체 모듈로서, 영상이미지의 저장 및 전송, 디스플레이 장치 에서의 광학영상 재현을 위하여 사용하는 일종의 전자부품

- 범위 : 이미지센서는 크게 빛에 의해 발생된 전자를 그대로 출력시키는 CCD센서(Charge Coupled Device)m 와 빛에 의해 발생된 전자를 전압으로 바꾸어 출력시키는 CMOS센서(CIS : Contact Image Sensor 라고도 함)로 구분

3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망
  • 미국 반도체 시장 조사업체인 IC인사이트에 따르면 2015년 99억 달러를 기록한 가운데 기존에 주로 적용되었던 CCTV, 스마트폰에서 차량과 드론 의료기기, 스마트공장 등에 대거 채택 예정인 바, 이를 통해 연평균 9% 성장하여 2020년에는 152억 달러 규모를 기록할 것으로 전망
  • 품목별로 카메라폰의 적용 비율은 2015년 70%에서 48%로 감소하는 반면에 차량용은 3% 에서 14%로 증가할 것으로 전망
    • 차세대 자동차인 스마트카에 자율주행 기능이 채택되면, 이를 구현하는 시스템인 ADAS(첨단운전 자지원시스템)는 차선 이탈 경고나 차선유지 기능 등에 여러 CMOS 이미지 센서 사용 확대
    • 자동차 시스템 중 보안 및 감시 분야에서 연간 36% 성장해 9.12억 달러, 의료와 과학 애플리케이션이 34% 성장한 8.67억 달러, 장난감/비디오 게임 분야가 32% 성장한 2.74억 달러. 산업용 시스템이 18% 성장한 8.97억 달러를 각각 형성할 것으로 예측
    • CIS 핵심 기술은 후면조사(BSI, BackSide Illumination) 방식이 될 것으로 예상되는 가운데 BSI 기술은 반도체 웨이퍼 후면을 가공해 센서를 뒤집은 형태로 만들어지며 기존 전면조사형(FSI, FrontSide Illumination) 방식과는 달리 배선 층이 아래에 있어 빛 손실이 없어서 보다 나은 사진 결과물을 내놓을 수 있고 촬영 감도 역시 높아짐
    • 2012년 BSI 방식이 전체 CIS 시장에서 차지한 매출액 비중은 27%에 달했으며, 2018년에는 이 비중이 78%까지 높아질 전망
    • 차량용 CIS 적용을 위해서 제조사들은 완성차 업계가 요구하는 내구성 수준을 맞추는 것이 우선 과제이기 때문에 업계는 이 부분의 연구개발에 집중, 모바일향 CIS 공급을 차량용으로 전환할 것 으로 관측
[ 실리콘 이미지 센서 분야의 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 억 달러, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
세계시장 99 107.9 117.6 128.2 139.7 152 8.9
[ 실리콘 이미지 센서 분야의 국내 시장규모 및 전망 ] (단위 : 억 원, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
국내시장 129 138.4 148.5 159.3 170.9 183.3 7.3
4. 기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

  • 실리콘 이미지센서 기술의 지난 7년(‘10~’16) 간 출원동향34)을 살펴보면 ‘10년 이후로 소폭 감소추세를 보이고 있지만, 최근 출원건이 유지되고 있어 지속적으로 실리콘 이미지센서 관련기술개발 활발
    • 각 국가별로 살펴보면 일본 출원경향은 지속적인 감소 추세, 한국, 미국, 유럽은 증가-유지 추세를 보이고 있음
  • 국가별 출원비중을 살펴보면 일본이 53.2%로 최대 출원국으로 실리콘 이미지센서 기술을 리드하고 있는 것으로 나타났으며, 미국이 35.6%, 한국이 8.1%, 유럽은 3.0% 순으로 나타남
실리콘 이미지 센서 세계동향

(2) 국내동향

  • 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 삼성전자의 출원건수가 가장 높게 나타났으며, 중소기업에서는 테라셈 주식회사의 출원건수가 높게 나타남
  • 기업 이외의 주요출원인을 살펴보면 한국화학연구원, 한국과학기술원, 한국광기술원 등 연구소/ 공공기관의 출원이 다수 나타났으며, 대학은 경희대학교, 전북대학교, 고려대학교의 출원이 높은 것으로 분석됨
5. 핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산․학․연 전문가로 구성된 핵심기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정
  • 핵심기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성 (10)을 고려하여 평가

[ 실리콘 이미지 센서 분야 핵심기술 ]

핵심요소기술 선정
분류핵심기술개요
픽셀 실리콘 이미지센서 컬러필터 기술 각 화소에 필요한 파장의 빛만 통과시켜 이를 실리콘 포토다이오드에 입사시키 그 신호를 조합해서 컬러영상을 만드는 것으로 실리콘 공정 후 포토다이오드 위헤 적층하는 유기물질 등으로 구성된 컬러필터 관련기술
IR 필터내장형 렌즈 기술 유전체 코팅공정을 이용한 IR-Cutoff 필터기능의 렌즈 ASS’Y 기술
신호처리 실리콘 이미지센서 암전류 제거 기술 누수 전류가 주원인으로 빛의 축적 시간 동안 꾸준하게 포토 다이오드에 축적되는 암전류를 제거하는잡음제거 기술
실리콘 이미지센서 고정패턴잡음(FPN) 제거 기술 공정상의 불균질성으로 인해 획득된 영상에 나타난 얼룩(FPN)을 제거하는 기술
실리콘 이미지센서 기타 잡음 제거 기술 인접 픽셀간 커플링 노이즈, 이미지 데이터의 샘플링과 관련되는 kT/C 잡음, 이미지 신호를 증포하기 위해 사용되는 회로와 관련되는 1/f 잡음, 이미지 센서의 출력을 시간적으로 변화하는 랜덤 노이즈, 이미지 센서의 픽셀 출력에서 픽셀 리셋에 기인한 리셋 노이즈 등을 제거하는 기술