삼성전자, 작년 R&D 37조원 투자 '사상 최대'…HBM·2나노 기술 경쟁 가속

전년 대비 7.8% 증가…HBM4·파운드리 2나노·엑시노스 등 차세대 반도체 개발 집중

삼성전자 평택캠퍼스 생산 라인 [사진=연합뉴스]

삼성전자가 지난해 연구개발(R&D)에 37조원 이상을 투입하며 사상 최대 규모의 투자를 기록했다. 인공지능(AI) 반도체 수요 확대와 차세대 메모리 경쟁이 본격화되는 가운데 기술 격차 확보를 위한 투자 확대에 나선 것으로 풀이된다.

10일 삼성전자가 공시한 2025년 사업보고서에 따르면 지난해 R&D 비용은 총 37조7548억원으로 집계됐다. 이는 전년(35조215억원) 대비 7.8% 증가한 것으로, 연간 기준 역대 최대 규모다.

매출 대비 R&D 비중은 11.3%로 전년(11.6%)보다 소폭 낮아졌지만 절대 투자 규모는 크게 늘었다. 업계에서는 AI 반도체 시장 확대와 차세대 공정 경쟁에 대응하기 위해 삼성전자가 연구개발 투자를 지속적으로 확대하고 있다고 보고 있다.

특히 삼성전자는 차세대 고대역폭메모리(HBM) 기술 확보에 연구개발 역량을 집중하고 있다. 올해 본격적으로 시장이 열릴 것으로 예상되는 6세대 HBM(HBM4)에 대응하기 위해 지난해부터 관련 기술 개발에 상당한 투자를 집행한 것으로 분석된다.

HBM은 AI 가속기와 고성능 컴퓨팅(HPC) 시스템에 필수적으로 사용되는 메모리로, 엔비디아와 AMD 등 글로벌 빅테크 기업들이 주요 고객이다. 업계에서는 주요 고객사의 AI 반도체 출시 일정에 맞춰 안정적인 공급 능력을 확보하는 것이 시장 경쟁력의 핵심으로 보고 있다.

삼성전자는 HBM4 제품에 경쟁사보다 한 단계 앞선 10나노급 6세대(1c) D램 공정을 적용했다. 이를 통해 국제반도체표준협의기구(JEDEC) 기준 동작 속도인 8Gbps보다 약 46% 높은 11.7Gbps 수준의 성능을 구현했다.

앞서 삼성전자는 지난달 세계 최초로 HBM4 양산 출하를 시작했다. 이 제품은 엔비디아의 차세대 AI 칩 '베라 루빈' 플랫폼에 탑재될 것으로 예상된다.

삼성전자는 메모리뿐 아니라 비메모리 분야에서도 기술 경쟁력 확보에 속도를 내고 있다. 파운드리(반도체 위탁생산) 사업부는 올해 하반기 2나노미터(㎚) 공정 양산을 목표로 기술 개발을 진행 중이다.

시스템LSI 사업부 역시 모바일 애플리케이션프로세서(AP) '엑시노스' 경쟁력 강화에 집중하고 있다. 삼성전자는 지난해 차세대 모바일 칩 '엑시노스 2600'의 성능 개선 작업을 진행했다.

엑시노스 2600은 전작인 엑시노스 2500 대비 중앙처리장치(CPU) 연산 성능이 최대 39% 향상됐으며 생성형 AI 처리 성능도 113% 개선됐다. 업계에서는 해당 칩의 성능이 퀄컴의 '스냅드래곤 8 엘리트 5세대' 수준에 근접했다는 평가도 나온다.

업계 관계자는 "AI 반도체 경쟁이 격화되면서 메모리와 시스템 반도체 전반에서 연구개발 투자가 빠르게 늘고 있다"며 "삼성전자는 HBM, 파운드리, 모바일 AP 등 주요 반도체 분야에서 기술 경쟁력 확보를 위한 투자를 계속 확대할 것으로 보인다"고 말했다.