電路制造在半導體芯片表面上的集成電路又稱薄膜(thin-film)集成電路。另有一種厚膜(thick-film)集成電路(hybrid integrated circuit)是由獨立半導體設備和被動組件，集成到襯底或線路板所構成的小型化電路。從1949年到1957年，維爾納·雅各比(Werner Jacobi)、杰弗里·杜默(Jeffrey Dummer)、西德尼·達林頓(Sidney Darlington)、樽井康夫(Yasuo Tarui)都開發(fā)了原型，但現(xiàn)代集成電路是由杰克·基爾比在1958年發(fā)明的。其因此榮獲2000年諾貝爾物理獎，但同時間也發(fā)展出近代實用的集成電路的羅伯特·諾伊斯，卻早于1990年就過世。

晶體管發(fā)明并大量生產之后，各式固態(tài)半導體組件如二極管、晶體管等大量使用，取代了真空管在電路中的功能與角色。到了20世紀中后期半導體制造技術進步，使得集成電路成為可能。相對于手工組裝電路使用個別的分立電子組件，集成電路可以把很大數量的微晶體管集成到一個小芯片，是一個巨大的進步。集成電路的規(guī)模生產能力，可靠性，電路設計的模塊化方法確保了快速采用標準化集成電路代替了設計使用離散晶體管。集成電路對于離散晶體管有兩個主要優(yōu)勢：成本和性能。成本低是由于芯片把所有的組件通過照相平版技術，作為一個單位印刷，而不是在一個時間只制作一個晶體管。性能高是由于組件快速開關，消耗更低能量，因為組件很小且彼此靠近。2006年，芯片面積從幾平方毫米到350 mm2，每mm2可以達到一百萬個晶體管。第一個集成電路雛形是由杰克·基爾比于1958年完成的，其中包括一個雙極性晶體管，三個電阻和一個電容器。根據一個芯片上集成的微電子器件的數量，集成電路可以分為以下幾類：

小型集成電路(SSI英文全名為Small Scale Integration)邏輯門10個以下或晶體管100個以下。

中型集成電路(MSI英文全名為Medium Scale Integration)邏輯門11~100個或 晶體管101~1k個。

大規(guī)模集成電路(LSI英文全名為Large Scale Integration)邏輯門101~1k個或 晶體管1,001~10k個。

超大規(guī)模集成電路(VLSI英文全名為Very large scale integration)邏輯門1,001~10k個或 晶體管10,001~100k個。

極大規(guī)模集成電路(ULSI英文全名為Ultra Large Scale Integration)邏輯門10,001~1M個或 晶體管100,001~10M個。

GLSI(英文全名為Giga Scale Integration)邏輯門1,000,001個以上或晶體管10,000,001個以上。

最先進的集成電路是微處理器或多核處理器的核心，可以控制計算機到手機到數字微波爐的一切。雖然設計開發(fā)一個復雜集成電路的成本非常高，但是當分散到通常以百萬計的產品上，每個集成電路的成本最小化。集成電路的性能很高，因為小尺寸帶來短路徑，使得低功率邏輯電路可以在快速開關速度應用。這些年來，集成電路持續(xù)向更小的外型尺寸發(fā)展，使得每個芯片可以封裝更多的電路。這樣增加了每單位面積容量，可以降低成本和增加功能，見摩爾定律，集成電路中的晶體管數量，每1.5年增加一倍。總之，隨著外形尺寸縮小，幾乎所有的指標改善了，單位成本和開關功率消耗下降，速度提高。但是，集成納米級別設備的IC也存在問題，主要是泄漏電流。因此，對于最終用戶的速度和功率消耗增加非常明顯，制造商面臨使用更好幾何學的尖銳挑戰(zhàn)。這個過程和在未來幾年所期望的進步，在半導體國際技術路線圖中有很好的描述。僅僅在其開發(fā)后半個世紀，集成電路變得無處不在，計算機、手機和其他數字電器成為社會結構不可缺少的一部分。這是因為，現(xiàn)代計算、交流、制造和交通系統(tǒng)，包括互聯(lián)網，全都依賴于集成電路的存在。甚至很多學者認為有集成電路帶來的數字革命是人類歷史中最重要的事件。IC的成熟將會帶來科技的大躍進，不論是在設計的技術上，或是半導體的工藝突破，兩者都是息息相關。