迄今为止，半导体领域的8个诺贝尔物理学奖12项发明绝大部分来自美国。美国半导体研发的特点是自下而上，从半导体物理、材料、结构、器件逐步上升到应用层面，专业设置和人才队伍非常完整。
中国则恰恰相反，是自上而下。优先关注应用层面，比如集成电路、人工智能，然后才开始局部往下延伸。它带来的根本问题是，投资和研发经费层层截留，越往底层的基础研究越拿不到经费，人才蓄水池很小，于是造成了严重的学科发展不平衡。
我们通过中美高校专业设置对比便可以清楚地看到这一深层问题。
1997年，教育部取消了半导体物理专业。在美国，材料与器件专业是整个半导体领域的核心专业，而我国甚至没有设置该专业。目前，国内只有少量研究组在从事半导体材料与器件相关研究。
再看高校人才培养数量的比较。
我国微电子专业的本科生、硕士生、博士生与美国电子工程专业的学生数量完全不在一个量级。值得注意的是，2015年，美国电子工程专业有52940名硕士生入学，拿到硕士学位的只有15763名，也就是说它淘汰了大量“低水平”学生。而在中国，入学人数本就少，淘汰也少。
总体来看，高校培养半导体学科人才的中美对比是1比6。美国经过半个多世纪的发展，已经积累起了上百万的半导体人才，而我们可以说是人才凋零，仅有的人才大部分集中在集成电路设计领域，真正能够从事半导体材料和器件研究的是稀缺品。
困境6：科研评价机制不利于半导体等核心技术的发展
半导体基础研究尤其独特的地方在于，半导体虽然离应用近，能支撑人类社会和国家安全，但是课题繁多、研究分散，设备依赖大、研究成本高、进入门槛极高，研发周期长，得坐上十年甚至二十年的冷板凳。以至于在中国很少有人愿意投身这个领域。
半导体研究还有一个隐蔽性。目前国内工业界普遍以为，不需要基础研究也能发展半导体产业，这是因为以铜替换铝、高K绝缘层、绝缘衬底SOI、应变硅技术、鳍式3D晶体管、环绕栅级晶体管等延续摩尔定律的重大发明为代表的大量基础研究成果，全部汇集在美国公司提供的EDA软件和工艺设计套件（PDK）里。然而，会设计根本不代表掌握了核心技术。一旦受到设备、软件、材料等封锁，就立刻陷入被动。
我们从来没有建立起独立的半导体专业体系，如今却有很多新兴学科声称与半导体相关，实际上无法支撑半导体基础研究。
在新型热门材料领域，研究论文可以在Science、Nature及其子刊、AM（IF>25）发表，但在传统半导体领域，一台800万的必备研发设备MBE，一年的运行费用就高达150万，相应的论文产出也许只是每年一篇APL（IF=3.5）。
如果没有国家的引导、激励，任由科研人员做选择，结果是显而易见的。
困境7：研发投入不足、创新链条断裂
美国长期以来在半导体研发中投入了巨额资金。1978年，美国政府投入半导体研发经费是10亿美元，企业投入4亿美元，现在每年联邦政府投入17亿美元，而企业投入则高达400亿美元。
美国半导体企业协会（SIA）目前仍在积极游说政府加大半导体研发投入。它建议：联邦政府对半导体研发的资助将在未来五年内增加2倍达到51亿美元，联邦政府对半导体相关研究的资助将在未来五年内增加一倍达到86亿美元。如此，便可以增加1610亿美元的GDP，创造近50万个新就业岗位，加强美国半导体行业全球领导地位。
通过中美半导体研发投入的比较，差距十分显著。2015年，仅美国企业在半导体领域的研发投入（554亿美元）就超过了我国中央财政全部的科技研发支出（2899.2亿元，其中基础研究经费670.6亿元）。