日益膨脹的電子元件數量，大幅增加了電路設計的難度，讓20世紀初的工程師們用「暴政」來形容它。比如二次大戰的時候，B29轟炸機的電子設備，就用了好幾百個乃至上千個真空管，而且每增加一個元件，就要同時增加很多條電路。 雖然電晶體的發明，大幅縮小了電子設備的體積；但最後設計出來的電路，必須用導線把許多顆電晶體和其他元件連在一起，仍然很佔空間。我們能不能乾脆用一整片半導體材料來取代它呢？這個構想，就是最原始的積體電路理論，聽起來似乎不需要什麼巧思，難就難在如何實現它。

1952年，英國工程師達默開始鼓吹積體電路的好處，讓他後來被尊稱為「積體電路先知」。不過一般認為，當時的技術還做不出積體電路。 1958年，工程師基爾比受雇於德州儀器公司，開始進行電子元件小型化的研究。他大學畢業後，先任職於電子產品製造商；生產電子元件達十年以上，累積了不少實務經驗，並在工作之餘唸夜校取得碩士學位。 當時矽電晶體還沒有全面取代鍺元素做的電晶體，市面上仍然是矽和鍺彼此割據。基爾比花了一整個夏天，得到了一個很簡單的結論：把各種電子元件如電阻、電容、電晶體等，做在一整片「鍺」的上面，就可以達到目的。而他成功了。1958年9月12號，基爾比向主管們展示了這項裝置，證明它能運作。隔年的2月6號，這個小型化電子電路申請了專利，基爾比也成了當之無愧的積體電路發明人。 德州儀器公司試著把這個發明商品化，但是基爾比並沒有徹底解決積體電路的絕緣和傳導問題；他只是把要絕緣的地方切一條溝、把要連接的地方焊上導線罷了。同時，創立快捷半導體的八個年輕工程師，包括後來被稱為「矽谷市長」的諾伊斯，也正在研究積體電路，而且用的是今天常用的「矽」。

早在1955年，貝爾實驗室就發現了將矽氧化、來製造二氧化矽絕緣層的方法；讓矽做成的積體電路，可以更省空間、更方便地製作出絕緣層。而在1959年，任職於快捷半導體的華裔物理學家薩支唐，終於讓這項技術具體實現。藉此，諾伊斯等人很快做出了第一個矽做的積體電路，又稱為矽晶片，並在同年5月1號申請了專利。 7月30號，諾伊斯又補充建議用沉積金屬層和蝕刻等方法製作電路，簡單地比喻，就是用能導電的金屬，把導線「畫」在矽晶片上面。到此，現代積體電路的原理才算完備。 後來，各界常把諾伊斯跟基爾比，並列為積體電路的發明人。但遺憾的是，諾伊斯比較早過世，最後只有基爾比因此獲頒了諾貝爾獎。