大基金二期于2019年10月22日注册成立。大基金二期共有27位股东，包含中央财政资金、地方政府背景资金、央企资金、民企资金等，其中财政部出资225亿元，占比11.02%，此外中国电信、联通资本、中国电子信息产业集团、紫光通信、福建三安等也现身股东名单，显示资金来源较一期更加多样。 业界认为，注册资本达到2041.5亿元的大基金二期，有望撬动万亿元规模的社会资金。

大基金管理机构华芯投资表示，大基金二期将对刻蚀机、薄膜设备、测试设备和清洗设备等领域已布局企业保持高强度的持续支持；继续填补空白，加快开展光刻机、化学机械研磨设备等核心设备以及关键零部件的投资布局；组团出海，培育中国大陆“应用材料”或“东电电子”的企业苗子；持续推进国产装备材料的下游应用。

在制造领域投资晶圆制造（包括晶圆厂、IDM垂直整合制造、存储）环节，大基金二期与华虹半导体等设立合营企业，并联合投资合计67亿美元用于公司扩充12英寸晶圆产能，该项目计划产能为8.3万片。先后投资了长江存储二期，中芯国际及公司旗下中芯南方、中芯北方、中芯深圳、中芯东方，长鑫存储母公司睿力集成，华润微旗下润西微电子（重庆）有限公司，富芯半导体，士兰微（旗下士兰集科）等。

大基金二期投资的第一家集成电路设备零部件公司为万业企业旗下浙江镨芯，投资的第一家光掩模公司为广州新锐光掩模科技有限公司，投资的第一家光刻胶材料公司是南大光电，投资的第一家电子特气公司为中船（邯郸）派瑞特种气体股份有限公司（派瑞特气），投资的第一家MES软件商为上扬软件（上海）有限公司。

在装备及零部件、材料及软件领域，大基金二期还投资了EDA软件初创公司上海合见工业软件集团有限公司、电子化学品公司兴发集团旗下兴福电子、封装载板公司深南电路等。此外，在芯片设计领域，大基金二期还投资了紫光展锐、慧智微、思特威等公司；在设备领域，大基金二期投资了至纯科技（旗下至微半导体），继续扶持了北方华创、中微公司、长川科技等公司，并参与了格科微、翱捷科技等公司的IPO战略配售。