이미지센서 '절대 강자' 소니, 수율 '이상 징후' … 삼성 非메모리 기회되나

일본 소니의 핵심 반도체 사업인 이미지센서에서 수율 문제가 불거지며 업계 긴장감이 높아지고 있다. 특히 아이폰용 센서를 생산하는 핵심 공장에서 수율 개선이 지연되면서 애플 공급망에 변수로 작용할 가능성이 제기된다. 업계에서는 장기적으로 삼성전자 시스템LSI와 파운드리 등 비메모리 사업에 반사이익이 돌아갈 수 있다는 전망이 나오고 있다.

16일 반도체 업계에 따르면 소니의 반도체 자회사인 소니반도체솔루션은 일본 나가사키 기술센터(TEC)에서 생산하는 최신 CMOS 이미지센서 수율 개선에 어려움을 겪고 있다.

이 공장은 스마트폰용 이미지센서 생산의 핵심 거점으로 소니 스마트폰 센서 판매량의 80% 이상을 담당하는 전략 생산기지다. 애플 아이폰을 비롯한 미국 시장용 제품에 들어가는 센서도 이곳에서 생산되는 것으로 알려졌다.

수율 문제가 장기화될 경우 주요 고객사인 애플에 대한 공급 차질이 발생할 가능성이 나온다. 소니 내부에서는 이를 막기 위해 대규모 인력을 투입하는 등 수율 문제 해결에 나선 것으로 전해진다. 최근 급격한 사업 성장의 후유증이 나타나고 있다는 평가다.

현재 글로벌 이미지센서 시장은 소니가 절대 강자로 군림하고 있다. 시장조사업체 옴디아에 따르면 지난해 기준 시장 점유율은 소니 51.6%, 삼성전자 15.4%, 중국 옴니비전 11.9% 순이다. 특히 아이폰용 센서는 소니가 사실상 독점 공급 중이다.

하지만 최근 애플이 공급망 다변화를 추진하면서 시장 판도에도 변화 조짐이 나타나고 있다. 앞서 애플은 삼성전자와 미국 텍사스 오스틴 파운드리 공장에서 새로운 반도체 생산 기술을 공동 개발하고 있다고 발표했다. 업계에서는 이 반도체가 아이폰용 이미지센서일 가능성이 높은 것으로 보고 있다.

삼성전자는 자체 이미지센서 브랜드 '아이소셀(ISOCELL)'을 보유하고 있으며 세계 최초로 2억 화소 센서를 개발하는 등 기술 경쟁력을 확보해 왔다. 웨이퍼를 여러 층으로 적층하는 기술을 통해 화소 간 간섭을 줄이는 기술도 고도화했다. 이르면 2027년 출시되는 아이폰에 삼성 이미지센서가 탑재될 가능성이 제기된다.

애플 공급망 진입은 삼성 시스템반도체 사업에도 중요한 전환점이 될 전망이다. 삼성전자 시스템LSI와 파운드리 사업부는 최근 수년간 적자를 기록하며 어려움을 겪어왔다. 그러나 테슬라의 차세대 AI 칩 위탁 생산 계약에 이어 애플 이미지센서 공급 가능성까지 거론되면서 반등 기대감이 커지고 있다.

실제 삼성전자 파운드리는 최근 가동률이 크게 상승하고 있다. 갤럭시S26 시리즈에 탑재되는 자체 모바일 애플리케이션 프로세서(AP) '엑시노스2600' 생산이 본격화되면서 평택 파운드리 가동률이 80%를 넘었고 일부 공정은 90% 수준까지 올라간 것으로 전해진다.

HBM4용 베이스 다이 생산도 삼성 파운드리 4나노 공정에서 이뤄지며 가동률 상승을 견인하고 있다. 여기에 엔비디아 로보틱스 칩 '토르'와 테슬라의 차세대 자율주행 AI 칩 생산 가능성도 거론된다. 퀄컴과 AMD 등 과거 고객사와의 협력도 다시 추진되고 있는 것으로 알려졌다.

이 같은 흐름 속에서 삼성전자 비메모리 사업은 올해 하반기부터 실적 개선 가능성이 거론된다. 키움증권은 삼성전자 비메모리 부문이 올해 4분기 영업이익 약 1600억원을 기록하며 흑자 전환할 것으로 전망했다.

업계 관계자는 "소니 이미지센서 사업에서 수율 문제가 장기화되면 애플이 공급망을 다변화할 가능성이 높다"며 "삼성전자 시스템LSI와 파운드리 사업에는 중장기적으로 큰 기회가 될 수 있다"고 말했다.