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研发是半导体行业中一个非常关键却又时常被遗忘的因素。精致的研发生态系统促成了行业很多关键性的突破。
但是，现在在研发领域里有一个令人不安的趋势，正酝酿着两大危机。
一方面，半导体技术的研发成本随着每个节点的跃进不断上升，更高的研发成本不仅使厂商难以迁移到下一个节点上，同时也让预算变得非常紧张，促进了IC行业不断整合的浪潮；
另一方面，亚洲和欧洲的研发机构不断加大投入，而美国却在倒退。比如美国一个主要的半导体制造技术战略联盟Sematech，正在不断瓦解，甚至难以作为一个独立的组织继续存在了。
根据业界多个消息人士的说法，今年三月英特尔证实已经从该联盟退出，Sematech的问题开始浮出水面。紧接着，三星和台积电也相继退出Sematech联盟。目前，GlobalFoundries仍是该组织为数不多的几个成员之一。
然后，到了五月份，Sematech失去了独立芯片联盟的地位，它被毫不客气地降格为隶属于纽约州立大学的Polytechnic研究所（SUNY Poly），作为纽约高科技大学系统的一分子继续存在。现在，Sematech继续存在于SUNY Poly中，但遵循是一种新的无需验证的授权机制，显然其权威和影响力已大打折扣。Sematech和SUNY Poly都拒绝对此发表评论。
英特尔、三星和台积电仍然是全球450联盟（G450C）的成员，它是由SUNY Poly出资赞助努力推进450mm晶圆技术的一个组织，与Sematech互相独立。尽管450mm技术已被无限期搁置，G450C现在依然很活跃。
在任何情况下，作为会员制的芯片联盟，Sematech之前的章程依然能发挥作用。只是，现在处于领先前沿的芯片制造商变得更少了，所以芯片厂商们需要合理评估他们的研发资金，与更少的合作伙伴开展合作，以避免重复开发。
例如，Sematech公司的现任和前任成员，如GlobalFoundries、英特尔、美光、三星、台积电等，目前也属于一个竞争对手性的研发机构 - 比利时的IMEC。实际上，很多高科技跨国公司不仅成群结队地加入IMEC，同时也加入了其他非美国本土的研究机构，如A * STAR和CEA-LETI。这些组织资金充足、设施先进，吸引跨国公司们趋之若鹜。
“这里比较有意思的是，IMEC相对来说做得比较成功，而Sematech则发展得不好，正在寻求体面退出的方式。最近，英特尔宣布退出Sematech，三星也紧随其后。”咨询公司Semiconductor Advisors的总裁Robert Maire说，“有趣的是，我们不能只支持一家组织，就像IMEC在欧洲所做的充当研发活动的信息交流中心那样，美国现在的组织和联盟也正在充当这种角色。我不知道这种情况能不能改观，但肯定在未来的一段时间内仍将继续如此。”
也有人对美国的研发现状持不同的观点。“如果你开始审视美国的公司，很自然会想起英特尔和美光。同样，观察无晶圆厂时，我们有高通和其他公司。从这一视角来看，美国的先进优势依然明显，而且短期内不会丢掉这种优势。” VLSI Research的总裁Risto Puhakka说道。
“真正的问题出在美国大学和研究所的基础研究上。”Puhakka表示，“美国政府方面有任何兴趣培育并资助基础研究吗？这才是问题所在，科技公司们不得不收拾残局，补足这方面的短板。”
研发危机？
Puhakka提到了令人堪忧的一个研发趋势：据美国国家科学基金会（NSF）最新发布的一份报告，美国联邦政府2015年计划用于资助研发的预算只有1337亿美金，仅比2014年增长了2%。据NSF的数据，在这些研发资助经费中，美国用于研发命脉的基础研究方面的经费相比去年还下降了1%。
比较正面的数据是，根据IC Insights的统计，全球前10位顶级芯片制造商在2014年投入的研发经费约为318亿美金，比2013年增长了11%，且研发投入占销售额的比例为16.9%，是一个非常健康的数据。
但随着时间的推移，芯片制造商继续保持领先优势已经越来越困难了。剧增的IC设计和制造成本只是问题的一部分而已。“更高的研发成本意味着更少的企业能够继续创新，这也刺激并导致了合并和收购活动的增加。”据咨询公司AlixPartners最近的一份报告表示。
事实确实如此，IC产业目前正在经历新一轮的兼并和收购活动。而且根据目前的发展趋势，并购活动仍有可能加速。
例如，根据Gartner的数据，平均而言，28nm时的IC设计成本预计为3000万美元，到了14nm节点时，这部分成本飙升至8000万美元，10nm时更是高达1.2亿美元。
据AlixPartners统计，单就制程工艺成本大约每个节点上升35%。根据GlobalFoundries的数据，其28nm时的工艺成本为9亿美金，而开发16/14nm工艺的成本约为13亿美金。
在制造设备方面，其用于CVD、蚀刻和相关设备的开发成本同样高昂。“开发一套全新的设备的成本一般要1亿美金。”Lam Research公司新兴业务部门副总裁Jeff Marks在最近的一次演讲中表示。
更令人惊奇的是，多年来业界已经投入了140亿到210亿美金巨资开发极紫外（EUV）光刻技术，分析师表示，尽管投资巨大，EUV目前仍未走到商用阶段。
所以总而言之，芯片制造商和晶圆厂设备供应商必须仔细分配他们的研发资金，并做出正确的选择。在一个充满挑战、成本又节节攀升的环境中，该行业必须比以往更加通力合作，三星半导体研发中心的执行副总裁E.S. Jung表示。 “我们公司的研发中心在同时开发三个工艺节点，”E.S. Jung在最近的一次活动中说。“怎样才能做到这一点？我们需要设备、材料和开放式创新。同时，我们也需要和外界进行合作。”
事实上，大多数厂商都有各种各样的研发合作伙伴。但是，与贝尔实验室和IBM在美国的中央研究实验室里主导研发时的光辉岁月相比，这个行业已经发生了太多的变化。
在20世纪80年代，美国涌现了Sematech和SRC这类行业联盟。在欧洲，IMEC从近乎默默无闻成长为高端半导体研发最杰出的联盟之一。此外，法国的CEA-LETI也在持续扩张中。2014年，欧盟发起了展望2020计划，这是欧洲最大的高科技研发投入计划，预计将在未来七年投入将近800亿欧元的可用资金（约合889亿美金）。
亚洲仍然是研发活动的温床。以去年为例，新加坡成立的研发机构A * STAR，和多个跨国公司一起在光刻、计量、封装和组装领域成立了四个研发实验室。今年以来，A * STAR联合企业在新加坡成立了纳米压印光刻和扇出封装联盟。
“看看美国以外的其他地区，特别是中国和韩国，他们在半导体行业基础设施领域大量投资。中国将在半导体行业投入超过1000亿美金巨资。”Lam的Marks说。“除非美国在这个领域从国家战略层面进行更多的投资，否则美国很难继续保持其竞争力。”
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