[Biz&Law] 삼성전자, 카메라칩 기술분쟁 승소 눈앞…'특허무효 판결'

[편집자주] 서울와이어는 비즈앤로(Biz&Law) 코너를 통해 글로벌 법정 분쟁 이슈를 심도 있는 취재로 독자들에게 알려드리고자 합니다. 생소한 해외 법적 용어와 재판 과정을 알기 쉽게 풀어내 국내 산업계가 마주한 글로벌 법적 리스크를 분석하고, 향후 전망까지 예측하고자 합니다.

삼성전자 로고. 사진=삼성전자

[서울와이어=천성윤 기자] 스마트폰 카메라 핵심 부품인 이미지센서를 겨냥해 미국 특허관리형법인(NPE)이 삼성전자를 상대로 제기한 특허침해 소송이 변곡점을 맞았다. 미국 특허심판원(PTAB)이 쟁점 특허를 전면 무효화 함으로써 삼성전자에 상황이 급격히 유리해진 것이다. 삼성전자는 PTAB의 결정문을 토대로 본안 재판을 재개해 신속한 판결을 내려 달라고 법원에 요청했다.

◆이미지센서 성능 좌우하는 4건 특허 분쟁

26일(현지시간) 미국 텍사스주(州) 동부 연방지방법원 마샬지원에 따르면 삼성전자는 원고 하버 아일랜드 다이나믹(Harbor Island Dynamic·이하 하버)이 제기한 특허침해 소송에 대해 “PTAB의 최종 판결을 통해 특허성이 무효화 됐음을 통보한다”는 내용의 서면을 법원에 제출했다. 현재 이 재판은 PTAB의 특허 유효성 판단을 기다리며 심리가 중단된 상태였으나, 이번 특허 무효 결정으로 인해 재판부는 사건을 재개한 후 기각 판결을 내리게 된다.

앞서 지난해 2월 하버는 삼성전자가 미국 특허번호 9,245,826(이하 826), 7,772,673(이하 673), 9,147,609(이하 609), 7,745,886(이하 886) 등 4건의 특허를 침해했다며 소송을 제기했다. 모두 스마트폰 카메라 성능을 좌우하는 이미지센서(CIS)의 핵심 공정과 구조 기술에 관한 것이다.

통지문 1면. 사진=미국 텍사스주 동부 연방지방법원 마샬지원

먼저 826 특허는 반도체 후면 금속 접합 구조에 관한 기술이다. 이 특허의 핵심은 이른바 ‘앵커 비아(anchor via)’ 구조로, 반도체 기판의 특정 위치에 미세한 구멍을 형성한 뒤 금속 물질로 이를 채우고, 해당 금속이 기판 후면의 금속층과 결합 되도록 하는 방식이다. 이러한 구조는 반도체 뒷면에 형성되는 금속층의 접착력을 크게 높여주며, 열이나 기계적 스트레스에 의해 금속층이 분리되는 문제를 방지한다. 특히 이미지센서처럼 후면 공정이 중요한 소자에서는 안정적인 금속 접합이 성능과 직결되기 때문에, 이 기술은 공정 신뢰성을 높이는 요소로 평가된다.

두 번째 673 특허는 딥 트렌치 절연(Deep Trench Isolation, DTI) 구조에 관한 것이다. 이미지센서는 수많은 픽셀로 구성되는데, 각 픽셀 간 전기적·광학적 간섭을 최소화하는 것이 화질을 좌우하는 핵심 요소다. 이 특허는 반도체 기판에 깊은 트렌치(홈)를 형성해 개별 소자를 물리적으로 분리하고, 그 형태를 개선해 최종적으로 픽셀 간 신호 간섭을 줄이고 이미지 품질을 개선하는 데 기여하는 기술이다.

세 번째 609 특허는 실리콘 관통 전극, 즉 TSV(Through Silicon Via) 구조를 다룬다. TSV는 반도체 칩을 위에서 아래로 관통하는 수직 전극을 형성해 신호를 전달하는 기술로, 고집적·고성능 반도체에서 필수적인 요소다. 해당 특허는 TSV 통로 내부를 완전히 채우지 않고 일부를 비워둔 ‘중공(hollow) 구조’를 통해 열팽창에 따른 스트레스를 줄이는 설계를 특징으로 한다. 이러한 설계는 고해상도 이미지센서에서 발생할 수 있는 열 문제를 완화하고, 장기적인 신뢰성을 확보하는 데 중요한 역할을 한다.

마지막 886 특허는 SOI(Silicon-On-Insulator) 기반 스위칭 회로에 관한 기술이다. SOI는 절연층(전기가 안 통하는 막) 위에 반도체를 형성하는 구조로, 기존 실리콘 위에 회로를 만드는 방식 대비 전류 누설을 줄이고 전력 효율을 높이는 장점이 있다. 이 특허는 SOI 구조를 활용한 회로 설계를 통해 고속 동작과 저전력 특성을 동시에 확보하는 것을 목표로 한다. 이미지센서에서는 신호 처리 속도와 전력 소모가 중요한 요소이기 때문에, SOI 기반 회로는 고성능 센서 구현에 유리한 방법이다.

◆PTAB “특허 전부 무효”…삼성 ‘고지 점령’

삼성전자 이미지센서 프로모션 이미지. 사진=삼성전자

원고 하버 측은 삼성전자가 제조·판매하는 이미지센서가 이 4건의 특허를 직접적으로 침해했다고 주장했다. 이들은 갤럭시 S22 울트라 등 삼성전자 스마트폰과 태블릿에 탑재된 이미지센서를 특허침해 예시로 지목했다.

하버는 소송에서 특허침해 입증에 적극적이었다. 재판부에 전자현미경을 활용한 실제 칩 구조 분석을 내놨다. 이미지센서 내부를 분해·관찰한 뒤, 특허와 일치하는 구조를 하나씩 대응시켰다. 이를테면 센서 가장자리 영역에 형성된 앵커 비아 구조, 텅스텐 금속 필러의 충진 형태, 후면 금속층과의 결합 방식 등을 구체적으로 설명하며 주장을 강화했다. 제품을 실제로 분해해 기술을 역추적하는 ‘리버스 엔지니어링’ 입증 방식을 택했다.

이에 삼성전자는 PTAB에 특허 유효성 심판(Inter Partes Review·IPR)을 신청했다. IPR에 따라 승·패소 여부가 갈리기 때문에 본안 재판도 심리를 보류하고 결과를 기다렸다. 이후 PTAB는 예상을 깨고 특허 유효성을 취소하는 판결을 내리면서 상황은 삼성전자에 급격히 유리해졌다. PTAB는 침해 여부를 따질 필요도 없이 애초에 하버가 가진 특허 자체가 잘못 등록된, 특허권 자체가 성립하지 않는다고 판단했다.

이날 삼성전자는 PTAB의 결과를 정리해 재판부에 제출했다. 법원은 이를 검토한 후 소송 재개를 선언한 후 ‘특허권 없음’으로 기각 판결을 내리게 된다. 다만 하버 측이 특허청장에 재심을 요청한 것이 변수로 작용할 가능성도 제기된다.

하버는 “PTAB 결정을 받아들일 수 없다”며 “특허청장 직권 재심(Director Review)을 신청한 상태며, 연방순회항소법원에 추가 불복 소송도 제기할 방침”이라고 말했다. 만약 법원이 특허청장 직권 재심과 항소심까지 기다릴 경우, 최종 판결을 미룰 수 있다. 그럼에도 PTAB는 중대한 절차적 하자가 없는 한 특허청장 직권 재심에서 뒤집는 경우가 거의 없기 떄문에, 현재까지 흐름은 삼성전자에 유리한 구도가 형성됐다는 평가다.

※ 용어 설명

특허관리형법인(Non-Practicing Entity·NPE) :

특허는 보유하고 있지만, 그 특허를 실제 제품이나 서비스로 ‘직접 생산·판매하지 않는’ 법인을 말한다. 공장을 소유하거나 제품을 도매 판매하지 않으나 다양한 기술 특허를 보유하고 있어 소송과 라이선스를 통해 수익을 발생시킨다.

특허심판원(The Patent Trial and Appeal Board·PTAB) :

미국 특허청 산하의 기관으로 특허의 유효성 여부를 심판하는 법원의 기능을 한다. 행정특허판사(Administrative Patent Judge)가 소속돼 전문적으로 심사를 진행한다.

이미지센서(CMOS Image Sensor·CIS) :

빛을 전기 신호로 바꿔서 사진을 만드는 반도체다. 카메라에 빛이 들어오면 CIS 픽셀리 빛을 감지하며 전기 신호로 변환, 이미지로 처리하는 카메라 핵심 부품이다.

특허무효심판(Inter Partes Review·IPR) :

미국 특허청에 이미 등록된 특허가 과거 기술과 중복되는지, 특허 자격이 있는지 다시 심사하는 절차다. 여기서 특허 무효성이 입증되면 특허는 전면 취소된다. 특허소송의 핵심으로, IPR 결과가 본안 소송에 영향을 미치는 경우가 많다.

리버스 엔지니어링 :

완성된 제품을 뜯어서 내부 구조와 기술을 알아내는 것을 말한다.