集成电路制造涉及在通常由硅制成的衬底层上制造非常薄的半导体材料表面层的过程，可以在原子水平上进行化学改变，以创建各种类型电路组件的功能，包括晶体管、电容器、电阻器和二极管。它比以前的电路设计有了进步，以前的电路设计中，电阻器、晶体管等的单个元件被手动连接到一个连接的试验板上，以形成复杂的电路。集成电路制造工艺使用的元件非常小，到2011年，通过在微芯片制造设施中的各种光刻和蚀刻工艺，可以在几平方厘米的面积内制造出数十亿个元件。。

集成电路（IC）芯片实际上是一层半导体材料，所有电路元件在一系列制造过程中相互连接，因此所有元件不再需要单独制造和以后组装。最早的微芯片集成电路是1959年生产的，是几十个电子元件的粗组装。然而，集成电路制造的复杂程度呈指数级增长，到20世纪60年代，集成电路芯片上有数百个元件，到1969年，第一个真正的微处理器诞生时，集成电路芯片上有数千个元件。截至2011年，电子电路拥有长度或宽度为几厘米的IC芯片，可以容纳数百万个晶体管、电容器和其他电子元件。自2011年起，用于计算机系统和存储模块（主要包含晶体管）的微处理器是最复杂的IC芯片形式，每平方厘米可以有数十亿个组件。。

由于集成电路制造中的元件非常小，所以制造它们的唯一有效方法是使用化学蚀刻工艺，该工艺涉及晶圆表面暴露在光下的反应。为电路制作一个掩模或某种图案，光线通过它照射到硅片表面，硅片表面涂有一层薄薄的光刻胶材料。该掩模允许将图案蚀刻到晶圆光刻胶中，然后在高温下烘焙以固化图案。然后将光致抗蚀剂材料暴露于溶解溶液中，该溶解溶液根据光致抗蚀剂材料是正的还是负的化学反应物去除表面的辐照区域或遮蔽区域。留下的是一层很细的互连组件，其宽度与所用光的波长相同，可以是紫外线或x射线。。

在掩蔽之后，集成电路制造涉及到掺杂硅或将通常为磷或硼原子的单个原子注入材料表面，从而使晶体上的局部区域产生正电荷或负电荷。这些带电区域被称为P区和N区，在它们相遇的地方，它们形成一个传输结，形成一个通用的电子元件，称为PN结。截至2011年，对于大多数集成电路而言，这种结的宽度约为1000到100纳米，这使得每个PN结的大小约为人类红细胞大小，约为100纳米宽。制作PN结的过程经过化学调整，以展示各种类型的电性能，使结可以充当晶体管、电阻器、电容器或二极管。。

由于集成电路上的元件和元件之间的连接非常精细，当工艺发生故障，出现故障元件时，整个晶圆必须扔掉，因为它无法修复。由于到2011年为止，大多数现代IC芯片都由多层集成电路组成，这些集成电路层叠在一起，相互连接，从而形成最终的芯片本身，并赋予其更大的处理能力，因此这种质量控制水平被提升到了更高的水平。绝缘层和金属互连层也必须放置在每个电路层之间，以使电路功能可靠。。

尽管许多废弃芯片是在集成电路制造过程中生产的，但那些作为最终产品通过电气测试和显微镜检查的芯片非常有价值，因此这一过程利润丰厚。从计算机和手机到电视机、音乐播放器和游戏系统等消费电子产品，截至2011年，集成电路几乎控制着所有现代电子设备。它们也是汽车和飞机控制系统以及其他数字设备的重要组成部分，这些设备为用户提供一定程度的编程能力，从数字闹钟到环境恒温器。。