Après l'invention et la production en série des transistors, divers composants semi-conducteurs à semi-conducteurs tels que les diodes et les transistors ont été largement utilisés, remplaçant les fonctions et les rôles des tubes à vide dans les circuits. Au milieu et à la fin du 20e siècle, les progrès de la technologie de fabrication des semi-conducteurs ont rendu possibles les circuits intégrés. Par rapport aux circuits assemblés manuellement utilisant des composants électroniques discrets individuels, les circuits intégrés peuvent intégrer un grand nombre de tubes microcristallins dans une petite puce, ce qui constitue un grand progrès. La capacité de production à grande échelle, la fiabilité et la méthode modulaire de conception de circuits intégrés garantissent l'adoption rapide de circuits intégrés standardisés au lieu de transistors discrets.
Les circuits intégrés présentent deux avantages principaux par rapport aux transistors discrets : le coût et les performances. Le faible coût est dû au fait que la puce imprime tous les composants comme une unité par photolithographie, plutôt que de fabriquer un seul transistor à la fois. Les performances élevées sont dues à la commutation rapide des composants, qui consomme moins d'énergie, car les composants sont petits et proches les uns des autres. En 2006, la surface de la puce variait de quelques millimètres carrés à 350 mm², par mm². Elle peut atteindre un million de transistors.
Le premier prototype de circuit intégré a été réalisé par Jack Kilby en 1958, comprenant un transistor bipolaire, trois résistances et un condensateur.
Selon le nombre de dispositifs microélectroniques intégrés sur une puce, les circuits intégrés peuvent être répartis dans les catégories suivantes :
L'intégration à petite échelle (SSI) comporte moins de 10 portes logiques ou moins de 100 transistors.
Il existe 11 à 100 portes logiques ou 101 à 1k transistors en intégration à moyenne échelle (MSI).
Il existe 101 à 1 000 portes logiques ou 1 001 à 10 000 transistors en intégration à grande échelle (LSI).
Il existe des portes logiques 1001-10k ou des transistors 10001-100k en intégration à très grande échelle (VLSI).
Il y a 10001-1m de portes logiques ou 100001-10m de transistors dans ULSI.
Glsi (nom anglais complet : Giga scale Integration) possède plus de 1 000 001 portes logiques ou plus de 1 000 001 transistors.
