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美国对半导体基础研究的资助似乎远远落后于应用研发的增长。SIA的研究发现，2018年，美国联邦政府对半导体相关研发（包括基础研究、应用研发）的总体投资仅占美国半导体研发总量的13%。这一比例大大低于联邦政府资金在美国所有部门研发支出总额中所占的22%。事实上，在过去40年中，尽管美国私人对半导体研发的投资占GDP的比例增长了近10倍，但联邦政府的投资却一直持平。鉴于美国目前在整个半导体价值链研发密集型活动中所起的主导作用，基础研究经费缺口的影响可能超出美国企业的相对竞争力，并为整个行业保持其创新历史步伐的能力带来风险。

相反，中国为建设强大的国内半导体产业而投入大量资金进行竞争前研究。在过去的20年中，中国一直在缩小与美国在整体研发支出上的差距。自动化展小编根据经济合作与发展组织（OECD）的数据，2018年中国是世界第二大研发支出国：按购买力平价计算，中国的研发总投资仅比美国低5％。但是，目前只有约5-6％的中国R＆D支出用于基础研究，远低于其他在R＆D方面投入高的国家。

中国3月份宣布的新的2021-25年五年计划明确将推进基础研究列为一个关键的优先事项。到2021年，中央政府的基础研究支出将增长11%，远远高于总体研发投资计划的7%和GDP增长6%的目标。半导体已被指定为七个在资金和资源方面将优先考虑的领域之一。

参与设计的公司开发纳米级集成电路，执行使电子设备工作的关键任务，如计算、存储、网络连接和电源管理。设计依赖于高度先进的电子设计自动化（EDA）软件和可重用的体系结构构建块（“IP核心”），在某些情况下，还外包了专门技术供应商提供的芯片设计服务。

设计活动在很大程度上是知识型和技能型的：它占整个行业研发的65%和附加值的53%。事实上，半导体设计领域的公司通常会将其年收入的12%至20%投资于现代复杂芯片的研发，例如为当今智能手机提供动力的“芯片上系统”（SoC）处理器，需要数百名工程师组成的庞大团队数年的努力，有时利用外部IP和设计支持服务。随着芯片变得越来越复杂，开发成本迅速上升。为一款旗舰智能手机设计的新片上系统的总开发成本，包括处理音频、视频或提供高速无线连接所需的专用模块，可能远远超过10亿美元。重复使用先前设计的相当一部分的衍生产品，或者可以在成熟节点上制造的新的更简单的芯片，开发成本仅为2000万到2亿美元。

高度专业化的半导体制造设施，通常被称为“晶圆厂”，将纳米级集成电路从芯片设计印刷到硅片上。每个晶圆包含多个相同设计的芯片。每个晶圆的实际芯片数量取决于特定芯片的大小:它可以是一百个为计算机或智能手机提供动力的大型复杂处理器，也可以是数十万个用于执行简单功能的小型芯片。

制造过程错综复杂，需要高度专业化的投入和设备才能以微型规模实现所需的精度。集成电路在洁净室中制造，以保持无菌环境，防止空气中的微粒污染，这些微粒会改变构成电子电路的材料的特性。相比之下，在一个典型的城市地区，室外空气中每立方米含有3500万个直径为0.5微米或更大的颗粒，而半导体制造的无尘室中，这种尺寸的颗粒是不允许的。

根据具体产品的不同，半导体晶圆的整个制造过程有400到1400个步骤。制造成品半导体晶圆的平均时间，也就是所谓的周期时间，约为12周，但如果采用先进工艺，则需要14-20周才能完成。它利用了数百种不同的输入,包括原始晶片,商品化学品,专用化学品以及许多不同类型的加工和检测设备和工具,在多个阶段。这些步骤通常重复数百次,取决于所需的电子电路的复杂性。

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来源：半导体行业观察