Eine besondere Stärke der Forschungslandschaft in Deutschland liegt in ihrem umfassenden Angebot sowohl grundlagenorientierter als auch anwendungsorientierter Kapazitäten und Infrastrukturen.
In den großen Forschungseinrichtungen – Fraunhofer-Gesellschaft, Max-Planck-Gesellschaft, Helmholtz-Gemeinschaft und Leibniz-Gemeinschaft – ist die Mikro- und Nanoelektronik fest verankert. So forscht das Forschungszentrum Jülich im Programm „Future Information Technology (FIT)“ der Helmholtz-Gemeinschaft unter anderem zu künftigen Elektronik-Materialien und -Bauelementen. Die Fraunhofer-Gesellschaft hat Leistungszentren wie zum Beispiel die für Funktionsintegration in Nano- und Mikrosysteme in Dresden und Elektroniksysteme in Erlangen geschaffen. Bereits 1996 wurde der Fraunhofer-Verbund Mikroelektronik gebildet. Dieser Verbund mit seinen elf Instituten ist ein wichtiger Partner der Wirtschaft bei der Umsetzung der Strategie zur Stärkung der Mikroelektronikkompetenz am Standort Deutschland. Darüber hinaus hält er Forschungsinfrastruktur wie z. B. Reinräume vor, die auch und gerade für KMU ein Standortfaktor sind. Damit der Fraunhofer-Verbund Mikroelektronik auch bei immer komplexeren Forschungsaufgaben und Kundenanforderungen ein exzellenter Partner der Industrie bleibt, wird ein engerer Zusammenschluss etwa zu einer verteilten „Forschungs-Foundry“ zur Stärkung des Verbundes und damit des Standortes angestrebt.
An Universitäten und Fachhochschulen bestehen vielfältige Aktivitäten in Grundlagen- und angewandter Forschung. Das BMBF unterstützt hier die anwendungsorientierte Forschung direkt über Verbundvorhaben gemeinsam mit der gewerblichen Wirtschaft, während die grundlagenorientierte Forschung an Universitäten vom BMBF über die Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördert wird. Auch über die Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder wird die Spitzenforschung in der Mikroelektronik verstärkt. Ein Beispiel ist das 2012 eingerichtete Exzellenzcenter „Center for Advancing Electronics Dresden“ (cfAED) an der Technischen Universität Dresden.
Verbundforschung zwischen Industrie und Forschungseinrichtungen ist der Kern der Förderung zur Mikroelektronik des BMBF. Weitere Transfermöglichkeiten ergeben sich auch in themenoffenen Programmen des BMWi und des BMBF, z. B. im ZIM oder in der Maßnahme VIP+, die Wissenschaftler dabei unterstützt, Innovationspotenziale ihrer grundlagenorientierten Forschung zu identifizieren und über Anschlussarbeiten in eine mögliche Anwendung zu überführen. Im Programm EXIST fördert das BMWi zusätzlich Gründer sowie Ausgründungen aus Hochschulen und außeruniversitären Einrichtungen.