Van germanium naar silicium
De punt-contact-transistor op basis van germanium werd het eerst ontdekt in juni 1948. Deze schakeling maakte gebruik van de typische eigenschap van halfgeleiders van dat materiaal. Het grote nadeel was echter dat deze schakeling nog van contactdraadjes voorzien was. In 1949 slaagde men er uiteindelijk in opening en sluiting van stroomkringen te maken zonder interne contactdraden. Dit werd mogelijk door de transistoren in lagen op te bouwen: de zgn. p-n-p schakeling. Deze schakeling was nog wel via draden verbonden met andere onderdelen in een elektrisch circuit, maar betekende wel een grote doorbraak. De doorbraak van Shockley en twee van zijn medewerkers werd beloond met een Nobelprijs. Vooralsnog kwam deze innovatie nog niet in een produktiestadium. De patenten op deze uitvinding monopoliseerden deze door anderen dan Bell (of haar licentiehouders) van het gebruik van de vinding uit te sluiten. De Amerikaanse overheid zette Bell en Western-Electric echter zodanig onder druk met de anti-trust wetgeving, dat zij moest besluiten de transistor patenten vrij te geven.
De germaniumtransistoren van Bell Labs bleken echter zeer warmtegevoelig te zijn. Dat was een groot nadeel te zijn toen men deze technologie probeerde toe te passen in raketten. De besturing en regulering van de raketmotor werd door dit effect ontregeld. Tijdens het militaire onderzoek van Texas Instruments en andere elektronicaproducenten slaagde Jack Kilby er in 1955 in het germanium te vervangen door het silicium. Daarmee werd bereikt wat al eerder was voorspeld, namelijk dat er in de nabije toekomst elektronische circuits geconstrueerd zouden kunnen worden die een hele serie transistoren zou vervangen door "massieve brokken zonder verbindende draden" (aldus de Brtise elektronicus Dummer in 1952).
Toen dit gerealiseerd was begonnen de gecontracteerde ondernemingen zich in te spannen om dit nieuwe idee in praktijk te brengen door hiervoor een productielijn op te zetten. Zij moesten hiervoor echter nog twee bijzondere prestatie leveren. Ten eerste moesten zij de siliciumtransistoren zodanig vereenvoudigen dat een massale en 'goedkope' (d.i. rendabele) productie mogelijk werd. Ten tweede moest het integratieniveau van de circuits worden verhoogd.
Door onderzoek op het gebied van de oppervlaktelaagjes fysica werd dit uiteindelijk mogelijk gemaakt. Deze twee problemen werden opgelost door de ondernemingen die in de omgeving van San Francisco genesteld waren. De vallei waar deze ondernemingen in geconcentreerd waren kreeg snel de inmiddels wereldwijd bekende naam van Silicon Valley.
Vanaf 1955 werd gewerkt aan manieren om kunstmatig laag voor laag en volgens patroon chemisch-fysische verontreiningen aan te brengen op dunne 'wafels' van zuiver kristallijnen germanium of silicium - de ets methode. Onbewerkte siliciumplaatjes worden bedekt met isolatiemateriaal (siliciumdioxide); door ets- en diffusietechnieken ontstaan er 'vensters' tussen de lagen materiaal die voor de elektrische signalen open of dicht kunnen zijn.
Het planaire etsprocédé werd in 1960 door Fairchild geperfectioneerd. Hierdoor ontstond een nieuw soort elektronica: men maakte geen gehelen uit losse onderdelen, maar een geďntegreerd circuit door het laag-voor-laag etsprocédé. Na 1960 concentreerde men zich op de verdere verkleining van de wafels waarin het transistornetwerk is aangebracht.
Pas in 1964 werd het mogelijk om goedkope IC's (geďntegreerde circuits) op de civiele markt te brengen. Rond 1970 vind een nieuwe innovatie plaats als de MOS-techniek (metaal-oxide- semi-geleiders) het mogelijk maakt om grootschalige IC's te vervaardigen: de echte chips.
De ontwikkeling van moderne computers was volledig afhankelijk van de ontwikkelingen in geďntegreerde circuits (en de moderne geďntegreerde circuits ontwikkelden zich in een richting die grotendeels werd bepaald door computers).
Toepassingen
De eerste toepassingen van de halfgeleider elektronica vonden plaats in de telefoonindustrie en in gehoorapparaten. Dit werd snel gevolgd door de eerste transistorradio's in 1954. Televisiecamera's - maar niet ontvangers - volgden snel. In 1955 begon met transistoren in computers te gebruiken. IBM bracht een computer op de markt waarin de 1250 radiobuizen waren vervangen door 220 transistoren, waardoor het energieverbruik van de computer werd gereduceerd met 95%. Ook de militaire aankoop van transistors voor telecommunicatie en andere elektronische apparatuur nam snel toe. In 1955 kocht de overheid 22% van alle gefabriceerde halfgeleider apparaten. De prijs van deze apparaten daalde snel naarmate de ondernemingen verdere stappen zetten op de leercurve. De gemiddelde prijs van silicium transistors daalde van $ 17.81 in 1957 tot $ 2.65 in 1963. De gemiddelde prijs van geďntegreerde circuits daalde van $ 30 in 1963 tot $1 in 1971.
