Sur une plaque de silicium (matériau conducteur) est posée une plaque de dioxyde de silicium (isolant). Celle-ci est gravée par un procédé lithographique utilisant la lumière ou les rayons X ou ultraviolets, de manière à obtenir l'équivalent de plusieurs millions de transistors sur 1/2 cm² (en 2000, le nombre de transistors par puce doublant presque tous les deux ans). En 2008, la substitution au silicium du graphène, un cristal de carbone, a permis à deux chercheurs de Manchester de fabriquer un transistor mesurant un atome sur dix, ce qui ouvre de nouvelles perspectives de miniaturisation, même si de nombreux problèmes, en particulier la fabrication industrielle du graphène, restent à résoudre.