長期以來，由於台灣島內企業大多規模偏小，資本實力不足，研發基礎薄弱，技術創新能力相對較差。因而，台灣不得不將科研力量和科技資源的重頭主要集中放在大學和獨立科研機構，然而採取產學合作的方式，鼓勵這些機構將研發成果轉讓給企業。這種方式雖然取得了不錯的成績，但仍不免在一定程度導致產學研相互脫節的現象。特別是上世紀90年代以來，台灣雄心勃勃地瞄準世界先進水平，打造毫微米元件實驗室、晶片設計製作中心、高速電腦中心等大型研發實驗設施，並實施數個所謂「國家型科技計劃」，打算推動半導體晶圓、集成電路、微電子元器件、光電顯示裝置、電子計算機、通訊產品、網絡設備、農業生物、醫療藥品、新能源、航空航天、納米技術等產品自主設計研發製造；進入新世紀後，又相繼制定了「兩兆雙星產業計劃」、「矽島計劃」（又稱「晶片系統科技計劃」）、「高科技紡織計劃」、「高級材料工業計劃」、「數位台灣計劃」等一系列重大產業科技研究計劃，描繪了建置台灣成為「全球運籌中心」、「高附加價值製造中心」、世界十大「工業國」等美好目標，卻赫然發現，僅憑大學和獨立科研機構的力量根本不夠，很多學術成果即使得到轉讓，也難以轉化為實用性商品，原因就在於島內企業缺少生產工藝流程（台灣通常稱「製程」）方面的技術研發能力，特別是缺乏這方面的研發設施。
2001年1月召開的台灣第六次「全台科學技術會議」專門研究了這一問題，在隨後制定的「台灣科技發展計劃」（2001—2004年）中首次提出加強技術創新，鼓勵民間企業研發。同年11月，台灣有關部門提出「鼓勵產業創新研發」的政策建議，鼓勵島內企業、跨國公司與大學在台灣設立研發中心，計劃在未來5年內把台灣建置成為亞太地區的產業創新研發中心，推動台灣成為本地企業的創新研發總部，以及跨國公司的區域研發中心。
台灣經濟主管部門從1997年起，先後啟動「業界開發產業技術計劃」、「小型企業創新研發計劃」、「創新服務業界科專計劃」、「地方產業創新研發推動計劃」等，通過提供研發補助，降低研發風險與成本的方式，鼓勵及引導島內企業開展技術創新及應用研究，建立自主研發能力，從事技術開發、產品開發、標準制定，開展技術中介、測試驗證、專利授權、設計支持等研發服務，多元發展創新營運模式，以帶動產業發展新商機。
2002年4月，台灣行政主管部門決定，推動建立「尖端製程研發中心」。台灣經濟主管部門也開始推動「鼓勵企業在台設立研發中心計劃」，其中包括「鼓勵島內企業在台設立研發中心」與「鼓勵外國企業在台設立研發中心」兩個分計劃，目的是推動台灣成為全球高附加價值製造中心及產業創新研發中心，鼓勵島內企業朝技術創新研發方向發展，同時鼓勵跨國企業在台設立區域研發據點，蓄積島內企業核心能力與競爭優勢的「場所」，從「製造現場」延伸至「研發中心」，成為推動台灣未來創新引擎動力的來源，促成台灣與全球創新研發資源接軌，提升台灣於跨國企業全球化策略布局之地位。為此，「經濟部」提供了包括緩免服兵役、給予經費補助、租稅優惠、人力支持、營運資金補助及單一窗口服務等各項優惠措施。
台灣企業紛紛成立研發中心
在政策引導下，台灣許多科技企業加大研發投入及加快在台設立研發中心。僅在2004年，就促成微軟（Microsoft）、IBM、英特爾（Intel）、Pericom、易利信（Ericsson）、Broadcom、摩托羅拉（Motorola）、Honeywell、阿爾卡特（Alcatel）、恩益禧（NEC）、新思科技（Synopsys）及Telecordia 等22家跨國企業在台設立25個研發中心；另有85家島內企業成立研發中心，如著名的宏碁、明基、廣大、仁寶、三陽、大眾電腦等大企業先後宣布在台擴大成立研發中心。明基電通公司在台灣設立前瞻技術中心，後擴大技術中心規模，並計劃成立中央研究所。鴻海集團表示投資200多億元新台幣，在台北設立全球研發中心及上下游衛星工廠。廣大電腦公司計劃在林口運營總部旁設立有1000人的大型研究所。宏碁公司與美國大學合作在龍潭渴望園區成立「價值實驗室」，引進國際級研究機構的頂尖研究計劃，進行中長期研發。仁寶公司計劃成立先進技術中心，研究創新應用技術與中期前瞻性技術。
據台灣經濟主管部門統計，到2014年9月底，台灣島內共有189家企業成立了研發中心，其中以電子、資訊、通訊、光電領域占多數，共計90家，機電運輸領域有37家，生技、醫藥、材料、化工領域有46家，其餘為科技服務領域，另有45家跨國企業在台設立63個研發中心，共有研發人員2萬多人，參與合作研究計劃1000餘項，投入研發資金超過新台幣600多億元（不包括台灣提供的研發補助）；累計至2012年度，共計申請島內外專利6000多件，已取得專利3000多件，應用在新產品上累計1000多件，對外發表的期刊和研討會論文共有1800餘篇，至於其他研究報告包括技術報告、市場調查報告、教育培訓報告等，合計超過3萬餘篇。
該計劃通過調整資金補助內容與誘因，重點提升研發中心的質與量，藉以引導各研發中心組織規模與內涵持續不斷成長，並促成企業成立顧客價值研發中心，積極導入服務體驗工程研究方法，從事顧客行為研究分析，進而掌握消費者趨勢，據以發展顧客導向之服務模式，提升服務產業競爭力。目前已協助4家服務業及資訊服務業者成立顧客價值類型研發中心。
以台灣網訊電通公司的「網訊電通創新服務研發中心計劃」為例。該公司是一家成立於2001年的網絡通訊跨國企業，擁有10多年客戶關係管理（CRM）委外服務經驗。成立網訊電通創新服務研發中心後，以客戶經驗互動服務為研發重點，加強與消費者的互動，提供更即時、更完整的客戶經驗互動服務，共劃分出3個研發領域，涵蓋創新服務研發過程中所需要的顧客行為研究、服務流程設計、服務系統平台原型規劃，預期將可由服務人力外包為核心的商業模式，轉型為以科技服務流程與客戶價值為核心的CEM互動服務商業模式，取代外國廠商資訊整合系統，提高該企業技術自主性，節省系統投資成本50%以上。
再以台灣東電化公司研發中心為例。該企業為日本TDK總公司最早成立的海外子公司，也是具有電子材料與電子零組件研發能力的海外據點。在台灣與大陸簽署ECFA後，日本總公司重新思考擴大台灣子公司扮演的角色，經營模式由原先製造為主轉型為以研發、設計為主，期望其可擔當面向大陸及東南亞市場的戰略位置。該研發中心預計開發項目包括：LED照明電源迴路、LED設備開發、先進高端省能馬達、無線充電技術、手持式裝置光學變焦技術等，以既有的電子零組件製造實力與整合能力為基礎，除了同步技術轉讓外，還引進日本總公司在綠能科技與發展智慧生活中的先進技術來台，以提升島內相關產業技術。日本總公司也派遣人員加入當地研發團隊，共同開展尖端技術開發，配合日本TDK總公司協同分工，擴大海外市場供應，增加台灣相關產業產值。
建立產業核心實驗室
進入21世紀初年，台灣積極推動「兩兆雙星計劃」、「綠色矽島願景」、「挑戰2008國家發展重點計劃」、「國家資訊通信發展方案」及多個「國家型科技計劃」，努力建立光電、通訊、半導體、生技與醫藥產品開發能力，使台灣產業更具有全球競爭力。但由於島內企業普遍缺乏先進生產工藝流程（台灣通常稱「製程」）方面的技術研發能力，台灣經濟主管部門依據《推動研究機構進行產業創新及研究發展補助辦法》，從2003年起，專門設立一類「法人科專計劃」，即「環境建構科專計劃」，目標是與此前已開展的「創新前瞻計劃」、「關鍵技術計劃」、「業界科專/主導性新產品計劃」相銜接，建立產業創新研發所需的研究環境，包括研發先進位程技術的核心實驗室、檢測與認證所需實驗設施裝備、試量產工廠等，以促進前瞻技術及核心關鍵技術研發，並培育及時進入策略性新領域所需的基礎能力。
該計劃的另一個重點目標在於整合民間業界能量，培植島內企業從事軍事光電與通信等系統及組件開發生產的技術，以及防務所需的材料與關鍵製程技術開發，以促進軍民通用型產業發展，轉化軍事研發能量移植於民間企業，創造軍事科技轉化的經濟效益，籌建台灣自製武器裝備的民間供應體系。
該類項目主要委託工研院、資策會、精密機械研究發展中心、金屬工業研究發展中心、車輛研究測試中心、中華電腦中心、生物技術開發中心、醫藥工業技術發展中心等法人研究機構進行，並通過「業界科專計劃」的引導，帶領民間部門參與研發投入，共同開展關鍵性與共通性產業技術研發，並將其研發能力與成果轉移擴散至企業，提升台灣產業科技創新的自主性，強化產業競爭力，協助產業價值躍升。
「環境建構計劃」起初包括通訊與光電、先進位造與系統、材料與化工、生技與醫藥、可持續發展以及軍品釋商（即「軍轉民」）科技6個方面。這些領域環環相扣，以整體提升台灣技術開發的基礎條件，建立跨領域整合的研發能力。
例如在通訊與光電環境建構方面，通過執行「通訊與光電環境建構科技發展方案」（經費新台幣43，040萬元），在台灣工研院內建立起平面顯示器核心實驗室、納米電子核心實驗室、系統晶片核心實驗室、移動式運算核心實驗室、寬頻通訊核心實驗室、無線通訊核心實驗室、資訊儲存核心實驗室、光通訊及納米光電實驗室、影像技術核心實驗室。
其中，平面顯示器核心實驗室完成開發低溫多晶矽/玻璃基板TFT液晶面板技術；納米電子核心實驗室研製成功厚度小於1.5納米的均勻氧化鋁薄膜，及厚度小於5納米的磁性薄膜，磁阻變化率可達45%；系統晶片核心實驗室研發的混合電壓介面電路設計技術突破美國IBM專利網，以迥異於IBM的設計方法，達到混合電壓輸出入介面設計，實際應用開發出0.13微米CMOS製程的混合電壓輸出入介面電路；移動式運算核心實驗室完成世界上第一套DARPA Galaxy架構中文語音對話系統，構建符合VoiceXML標準的語音瀏覽器；寬頻通訊核心實驗室完成MHP1.0的廣播式架構原型系統，同時參與國際DVB標準制訂及歐盟IST/安全環境下的多媒體互通性架構發展計劃與IST/創新性智權管理互通平台方案計劃合作，與國際大廠同步執行MPEG21相關技術的開發；無線通訊核心實驗室完成會議起始通訊協定（SIP）、串流控制傳輸通訊協定（SCTP）、信令傳送協議（SIGTRAN）等新世代IP電信核心技術，並參與多項SIP國際互通測試活動；資訊儲存核心實驗室建立了25項DVD驗證測試能力；光通訊及納米光電實驗室完成高速10Gbps光電轉換技術開發，另開發出島內第一個1.3微米麵射型雷射技術；影像技術核心實驗室結合600萬像素數位相機，完成3D照相裝置。
在生技與醫藥領域環境建構方面，通過執行「生技與醫藥領域環境發展方案中程綱要計劃」（經費新台幣15，210萬元），在台灣工研院內陸續建立起基因及生醫資訊實驗室、細胞組織暨生醫材料實驗室、醫療工程與系統實驗室、藥理暨療效評估實驗室、藥物開發實驗室及試量產工廠。
其中，基因及生醫資訊實驗室建立起大量寡核苷酸微陣列生物晶片量產能力，以及高效能、高產能的生物資訊平台系統，開發出大規模、高專一性寡核苷酸探針設計軟體；細胞組織暨生醫材料實驗室建立了實驗室優良操作規範（GLP）級細胞量產中心，完成符合人體細胞組織優良規範（GTP）細胞生產實驗室的軟硬體建置，以及自體黑色素細胞製備的臨床前研究，建立黑色素細胞分離、培養、運送、冷凍與非冷凍保存等技術，並標準化GTP實驗室的所有流程，建立相關的品管（細胞鑑定、無菌測試、致癌性測試）技術，生產符合GTP規範、可供白血病臨床治療所需的自體黑色素細胞，並藉由已建立的細胞量產技術，支持臨床級細胞生產，提供島內外產學研臨床測試所需的細胞來源，成為亞太地區組織工程醫療品重要研發中心之一；醫療工程與系統實驗室建立了醫療器材快速設計試製中心，開發出具備醫療電子、微小化生醫系統、生醫光子及生醫納米的基礎能力設施平台；藥理暨療效評估實驗室研發出新篩選技術，整合中草藥的新藥研發，及建立先期動物站，支持生物醫學研究中心藥物研發所需的動物實驗環境與設施；藥物開發實驗室及試量產工廠結合藥理暨療效評估技術平台，開發出慢性疾病藥物開發中心，完成以維生素A酸（RA）為標的的島內藥證機關cGMP查廠製程作業，建立了藥物設計分子模擬軟硬體系統，結合藥動學藥物設計，進行分子模擬試驗，並建立中草藥先導優良藥品製造標準（cGMP）試驗工廠。
再以可持續發展領域環境建構為例，通過執行「永續發展領域環境建構科技發展方案」（經費新台幣6790萬元），在台灣工研院內先後建立起清潔生產技術實驗室、製程模擬與異常狀態診斷實驗室、風險評估與防災應變技術實驗室、資源化產品及技術實驗室、納米製程廠務技術實驗室、製程造水與用水環境構造實驗室。
其中，清潔生產技術實驗室完成塗布製程清潔生產評鑑標準及安全提升技術資料庫平台，開發出環保型電氣絕緣膠帶，研究旋轉式塗布法廢光阻回收再利用，完成原生光阻及廢光阻基本物性測定，完成鍋爐燃燒尾氣廢熱回收評估；製程模擬與異常狀態診斷實驗室研製成功製程監控應用系統與警報管理最適化設計技術基礎原型，開發出製程與設備即時資訊整合系統及先進控制技術部分模組，完成規劃製程異常狀態診斷與控制技術之工業網路應用系統平台；風險評估與防災應變技術實驗室完成緊急應變資訊中心防災與應變資訊系統資料庫；規劃建立北區公共危險品運作場址地理資訊系統，完成大社工業區量化風險情境分析技術，並完成4家工業區內石化廠的風險評估，完成火災爆炸損害防阻網路應用服務平台的火災爆炸特性測試技術模組、風險分析技術工具模組及法規/標準模組；資源化產品及技術實驗室開發出資源化決策支援系統的決策架構及資料庫架構，建立廢棄物資源化粒料實驗室硬體設施，完成廢棄物資源化建材認證系統；納米製程廠務技術實驗室建立實驗級納米用水測試模組和納米製程用水系統中微量有機物質氧化去除模組，完成材質溶出物判別技術，建立6種塑化劑檢測線，靈敏度達到10納克；製程造水與用水環構實驗室與工研院及相關企業合作開發出高科技用水處理元件及製造系統，協助島內高科技產業在技術及製程升級過程中，對超純水水質升級及系統優化開展諮詢服務，進一步有效改變目前島內業者接受外國設備廠商整廠式高價販售模式，降低島內企業的設備採購成本。
近年來，台灣「環境建構計劃」多集中在系統晶片設計平台、3D集成電路關鍵技術及應用發展、太陽能充電IC技術、軟性電子、智慧傳感測量、先進感知平台與綠能應用系統技術、數字彙流、移動智慧通信、車載資通訊、WiMAX、醫療電子、先進互動與3D顯示系統、飛秒雷射創新應用、軟性電子設備、新世代智能工廠控制系統、薄膜太陽能製程設備、智慧機器人、車輛智慧化、電動車輛系統模組、自行車設計及開發、健康照護設備開發、高值化金屬材料製造、生物資源、抗癌與腫瘤治療相關藥物、蛋白質藥物與新型疫苗、天然藥物開發、保健食品、生醫診療器材、無菌充填系統及設備、放射藥理技術開發新藥、高值化學品、高科技纖維材料及紡織品、智慧型鞋品、生質材料、納米材料、精密化學材料、形狀記憶高分子複合材料等方面，相應建立起一大批重要核心實驗室。
2013年，台灣「經濟部」委託工研院、資策會、金屬中心、車輛中心以及紡織研究所等分別執行「工研院環境建構總計劃」、「資訊系統整合環境建構計劃」、「金屬中心產業技術環境建構計劃」、「智慧電動車創新研發環境建構計劃」及「紡織環境建構四年計劃」。
以「智慧電動車創新研發環境建構計劃」為例，該計劃由車輛研究測試中心負責執行，主要目的是建立智慧電動車與車載資通訊的產業平台和智慧電動車輛標準與檢測驗證平台，提供島內廠商從研發到試驗運行的環境，與國際技術發展趨勢接軌，洞悉產業與技術缺口，分工執行產業標準制定、技術環境發展與政策制定與推廣等，推動台灣智慧電動車產業發展。
其中，在建立電動車輛標準檢測驗證平台方面，將電動車輛標準檢測驗證分成電動車整車、電池組、馬達/驅動器及充電設施等四大項、六大類（整車性能、整車安全、整車車輛電磁波相容、電池、馬達及充電設施）驗證領域執行研究，完成電動車整車詞彙及充電設施介面與安全等共3項台灣標準制定及6項整車安全/性能及電池等標準草案。
該中心已建立4組電動車驗證專家工作小組與研究團隊，建立1套充電設施驗證平台，協助先導運行所需的充電設備安全檢測驗證服務4家企業，提供安全的充電系統使用。同時，正在建立「電動車整車及關鍵組件測試驗證資訊服務平台」，可提供電動車整車及關鍵組件在環境可靠度、電磁相容性等驗證技術信息，並即時提供產品外銷驗證服務及技術諮詢服務。
在建立產業創新研發及實驗運行的驗證場所方面，由於島內欠缺符合電動車輛所需整車電磁波相容（EMC）驗證的低頻及大電力規格介面與檢測設備，以及用於電動大客車的EMC電波暗室，為此，該中心已評比國際上8個指標性實驗室，歸納特色並補足缺乏設備，規劃建立可容納大客車、具備360度旋轉測試轉台、大功率電力介面/電源及低頻測量儀器等設備，提供電磁耐受、電磁干擾、靜電放電與動力系統等測試的實驗室，將可滿足島內企業研發電動車輛所進行EMC開發驗證與外銷認證的檢測需求。
此外，該中心還建立了可測量電動車電接觸性、絕緣電阻及防水試驗等驗證技術的電氣安全防護驗證技術平台，已取得島內交通部門車輛安全檢測基準認可實驗室資格，可執行島內電動車電氣安全法規驗證，以及歐洲ECE和國際ISO規範測試，目前已開展多項電動轎車及電動大客車等整車電氣防護驗證試驗。
目前，該中心正在建立全規格電動車充電站暨智慧電動車工程驗證平台和實驗運行及驗證車輛平台，已建立符合台灣先導運行規範、美國SAE、歐洲IEC、日本CHAdeMO與大陸GB等多種國際主流的全規格充電站，以協助島內企業應對不同市場的充電規格需求，可結合實驗室與試車場，進行電動車電能補給、電動車耐久運行、電動車振動改善、電動車噪音改良、電動車整車性能等試驗，還可供企業進行電動車充電系統的通訊介面驗證與充電零組件功能開發測試。