2025년, 반도체 산업은 AI, 고성능 컴퓨팅(HPC), 자율주행, 메타버스 등 신기술 확산에 따라 고도화된 기술 경쟁에 돌입하고 있습니다. 그 중심에는 한국의 대표 반도체 기업인 삼성전자와 SK하이닉스가 있으며, 두 기업은 차세대 반도체 시장 선도를 위해 R&D 전략을 전면 재편하고 있습니다.
이 글에서는 삼성과 SK하이닉스의 2025년 기준 R&D 전략을 기술별, 분야별로 비교하며, 글로벌 경쟁력 확보를 위한 방향성을 분석해봅니다.
1. 삼성전자의 반도체 R&D 전략
① GAA 기반 2나노 공정 개발 가속화
삼성전자는 2025년 현재 3나노 GAA(Gate-All-Around) 공정 양산을 안정화하는 동시에, 2나노 SF2 공정을 2025년 하반기에 양산할 계획입니다. 기존 FinFET 한계를 넘어서기 위한 GAA 기술은 삼성 파운드리의 핵심 차별화 전략이며, 수율 향상과 성능 개선을 동시에 달성하는 것이 목표입니다.
② 차세대 메모리: HBM4 및 PIM 기술 집중
삼성은 HBM4 개발과 함께 HBM-PIM(Processing-In-Memory) 구조에 대한 R&D를 확대하고 있습니다. 이는 AI 연산 중 메모리 내 직접 연산을 통해 속도와 에너지 효율을 극대화하는 기술로, 차세대 AI 반도체 경쟁에서 중요한 무기가 될 전망입니다.
③ 시스템 반도체 분야 강화
삼성은 모바일 AP(엑시노스), NPU, 전력관리칩(PMIC), 이미지센서 등 시스템 반도체 R&D 투자 비중을 2030년까지 30% 이상 확대한다는 전략을 발표했습니다. 특히 NPU와 ISP 분야에서 자체 설계 역량을 키우고 있으며, 파운드리 고객을 위한 설계 지원 생태계(Eco-system)도 강화 중입니다.
2. SK하이닉스의 반도체 R&D 전략
① AI 시대 맞춤형 DRAM 및 HBM 집중
SK하이닉스는 HBM4 양산에 성공하며 HBM 기술력 세계 1위 자리를 굳히고 있습니다. 2025년 현재 엔비디아의 차세대 AI GPU(B100, GB200)에 탑재되는 주요 HBM4 공급사로 자리잡았으며, 향후 HBM4E 및 HBM-PIM 기술까지 로드맵을 공개했습니다.
또한 DDR5, LPDDR5X 등 고속 저전력 D램 기술에 대한 R&D를 지속하며, 모바일·서버·엣지용 메모리 라인업을 세분화하는 전략도 병행하고 있습니다.
② 낸드 기술의 수직 적층 한계 돌파
SK하이닉스는 238단 4D 낸드에 이어, 300단 이상 고단 적층 기술 개발에 집중하고 있습니다. 낸드 플래시의 용량·속도·내구성을 높이기 위해 CuA(Circuit under Array) 구조 개선과 컨트롤러 연동 최적화에 초점을 맞추고 있습니다.
③ 친환경·저전력 기술 개발
SK하이닉스는 ESG 경영을 반도체 R&D 전략에 적극 반영하고 있으며, 공정 전력 소모 최소화, 재활용 가능한 소재 개발, 탄소 중립 반도체 기술 개발 등을 추진 중입니다. 2025년에는 R&D 조직 내에 그린 반도체 TF를 신설해 기술-환경 통합 전략을 추진하고 있습니다.
3. 양사 비교: R&D 전략의 방향성 차이
| 구분 | 삼성전자 | SK하이닉스 |
|---|---|---|
| 공정 기술 | 2nm GAA 선도, EUV 확장 | 낸드 고단화, DRAM 세분화 |
| HBM 전략 | HBM-PIM, 패키징 기술 차별화 | HBM4 선도, AI 가속기 맞춤 개발 |
| 시스템 반도체 | 엑시노스, NPU, 이미지센서 강화 | 진출 계획 없음 |
| ESG/그린 R&D | 에너지 효율 중심 설계 | 그린 반도체 TF 운영 |
삼성전자는 종합 반도체 기업으로서 공정·설계·패키징 통합 기술을 강화하는 반면, SK하이닉스는 메모리 전문 기업으로서 AI 친화형 메모리 고도화에 집중하는 전략입니다.
4. 향후 전망 및 과제
두 기업 모두 AI 시대에 대응하는 기술 확보와 공급망 안정성 확보에 집중하고 있습니다. 특히 R&D 투자 확대와 기술 인력 양성이 병행되어야 하며, 미중 기술패권 경쟁, 반도체법(CHIPS Act) 등 지정학적 변수에 대한 전략적 대응도 요구됩니다.
2025년 이후 반도체 산업은 기술력뿐 아니라, 패키징, 전력 효율, 친환경 요소 등 종합 경쟁력을 요구하는 시대로 접어들고 있습니다. 삼성과 SK하이닉스는 각자의 강점을 살린 R&D 전략을 통해 글로벌 리더십을 공고히 할 수 있을지 주목됩니다.
맺음말
삼성전자와 SK하이닉스는 2025년 현재, 기술 혁신과 시장 변화에 적극적으로 대응하는 R&D 전략을 펼치고 있습니다. 메모리 중심에서 종합 반도체로 확장 중인 삼성, AI 메모리 특화 전략에 집중하는 SK하이닉스의 방향은 서로 다르지만, 모두 글로벌 경쟁력 확보라는 목표를 향해 나아가고 있습니다.
급변하는 반도체 산업에서 지속 가능한 기술 리더십을 확보하기 위해, 양사의 R&D 전략은 앞으로도 중요한 키워드로 작용할 것입니다.