说晶体管，就要先说半导体状态。半导体是常温下导电性能介于导体和绝缘体的一种介质，是个物理名词。作为一种商品，出现的时间也仅有几十年，是一种新出现的材料。
半导体做为一种介质，最早是被英国电学家法拉第发现的：在给硫化银通电后，温度升高的时候，电流通过率变小，温度降低时，电流通过率变大。这与其它金属的电导率效应是相反的。其它金属随着温度的上升，金属内部的晶体就会振荡加剧，阻碍自由电子的移动，导致电阻变大。硫化银的实验代表了某一类物质：它们具有一定的导电性，但又不同于金属，会随着环境的变化变得导电或绝缘。这是半导体现象的首次发现。
由于点接触型晶体管制造工艺复杂，存在噪声大、大功率时难以控制、适用范围窄等缺点，肖克利提出了用一种“整流结”来代替金属半导体接点的大胆设想。半导体研究小组又提出了这种半导体器件的工作原理，1950年，第一只“PN结型晶体管”问世了，它的性能与肖克莱原来设想的完全一致。今天的晶体管，大部分仍是这种PN结型晶体管。
20世纪50年代，为了改善晶体管特性，提高其稳定性，半导体材料的制备技术得到了迅速发展。尽管硅在微电子技术应用方面取得了巨大成功，但是硅材料由于受间接带隙的制约，在硅基发光器件的研究方面进展缓慢。
1951年，凡恩（William Pfann）与亨利（Henry Theurer）开发了用于超纯半导体材料的区域熔炼技术。1954年，莫尔斯（Mooris Tanenbaum）在贝尔实验室制造了第一个硅晶体管。
1965年以分立器件（二极管、三极管）为主的晶体管，开始使用少量的32毫米小晶圆。之后经过50毫米、76毫米的发展，到1975年100毫米单晶硅片开始在全球市场上普及，直到1999年前都是200毫米晶圆的天下。1999年日本信越化工开始投产300毫米晶圆生产线，2020年，450mm的晶圆产线也将开始投入使用。
晶体管具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。可作为一种可变电流开关，能够基于输入电压控制输出电流，与普通机械开关不同，晶体管利用电信号来控制自身的开合，所以开关速度可以非常快，实验室中的切换速度可达100GHz以上。
1955年，贝尔实验室研制出世界上第一台全晶体管计算机TRADIC，它装有800只晶体管，只有100瓦功率。通过模拟二极管的开关动作，来实现控制晶体管的电路的断合。由于晶体管的开关切换速度可以达到几十万次每秒，在给晶体管编写程序的时候就不能用人工给出电路通断的指令，需要用比机器语言更高级的汇编语言对晶体管的开关定义，之后为满足更快的编程处理速度，开始使用更高级的Ada、 FORTRAN、 COBOL等高级程序设计语言，使计算机的工作效率大大提高。
半导体行业的核心指标，首先是制程，是指集成电路内部，电路与电路之间的距离。在同等面积下，划分的晶体管越多、电路与电路之间的距离越小、所生产的集成电路密度越高，就可以将更复杂、功能更多的电路设计应用到芯片上，同时，集成度越高，功能也会变得强大，还可以节约功耗。
目前芯片的制程已经达到可以将晶体管体积控制在5nm了，下一代芯片更是提升到3nm。芯片蚀刻过程是先将单晶硅锭切割为所需要的厚度，一般为毫米级，称之为衬底，之后再将光刻胶覆盖到晶圆表面，提升晶圆耐高温性与抗氧化性，再将涂满光刻胶的晶圆放置到透镜组中，将芯片电路光掩膜投到透镜组的光罩上，极紫外光照射过光掩膜，再透过凸透镜将掩膜版聚焦到晶圆上，被光掩膜挡住的紫外光不能对晶圆造成腐蚀，没被光掩膜挡住的紫外光对晶圆造成了腐蚀，这样就形成了格栅，之后再填充离子，形成PN结（逻辑闸门）；然后通过化学和物理沉淀做出上层金属连接电路。第一层逻辑电路就完成了制作，然后是蚀刻第二层、第三层，直到完成。
再下来就是检测晶圆晶粒，由于数量巨大，检测过程非常复杂。检查通过后，便可以将晶圆按单元进行切割，绑定引脚，根据用户需求选择封装工艺，封装完成后就是芯片。
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