在之前眾多技術的量變積累之上，終于觸發質變效應，仙童半導體公司引入了平面化技術，將之前的這些點技術集合到了一起。有了上述技術，就有可能在晶圓制造過程中和之后形成(擴散)和保護(二氧化硅)結。此外，氧化物掩膜的發展允許兩個結通過晶圓片的頂部表面直接加工芯片。具體的來說，就是將元器件都集成在一個平面內。正是這個簡化的過程為薄膜布線的發展奠定了基礎。

貝爾實驗室設想在高純度的石墨層中，利用沉積在晶圓片的頂部的半導體材料制造晶體管。這像技術被稱為外延層技術。這一發現使得加工生產更高速度的器件成為可能，并為雙極電路中元件的緊密封裝提供了一種方案。

20世紀50年代確實是半導體發展的黃金時代。在這極短的時間里，大多數基本的工藝和材料都被發現并且得到了全面的驗證。這十年以實驗室加工水平開始，首先用鍺生產少量粗糙的器件，并以第一個集成電路的誕生和硅材料作為未來半導體基礎材料而結束。

20世紀60年代是該行業開始發展成為一個復雜行業的十年，新產品需要新的制造工藝、新材料和新的生產設備。

20世紀50年代確立的芯片價格逐漸遞減的趨勢也是一個行業驅動因素。隨著在硅谷、波士頓周圍的128號公路和德克薩斯州的逐漸形成了非常多的產業集群，技術得以傳播。

到20世紀60年代，晶圓廠的數量已經顯著增長，工藝已經接近通用水平，這些因素都極大的吸引了半導體專業供應商們。在公司方面，20世紀50年代的許多半導體領域的關鍵人物都成立了新公司。羅伯特·諾伊斯離開仙童，與安德魯·格羅夫和戈登·摩爾一起創立了英特爾，查爾斯·斯波克也離開仙童，成為半導體行業的主要參與者。

Signetics成為第一家專門從事集成電路制造的公司。新設備設計通常是初創公司的推動力。然而，始終存在的成本遞增規律帶來了嚴峻的挑戰，它將老牌公司和新公司都趕出了市場。

1963年硅器件塑料封裝的發展加速了價格的下降。同年，RCA宣布開發絕緣場效應晶體管(IFET)，為MOS行業鋪平了道路。RCA還開創了第一個互補MOS (CMOS)電路。在20世紀70年代初，該行業主要在微芯片水平上制造集成電路。由于掩模引起的缺陷和接觸對準器對晶圓造成的損壞，向有利可圖的高產量LSI器件的工藝升級在某種程度上受到了阻礙。

Perkin和Elmer公司開發了第一種實用的投影對準器，解決了掩模和對準器缺陷問題。人們在這十年中也見證了潔凈室的大規模建設和操作的改進，離子注入機的引入，以及用于高質量掩膜生成的電子束機也逐漸普及，并且掩膜步進器也開始大量出現在在用于晶圓成像的晶圓區。

從操作員控制到自動控制的過程增加了晶圓生產量和均勻性。20世紀80年代的重點是晶圓制造和封裝的所有階段的自動化，以及從晶圓廠區域去除了操作員，進一步提升了工業化程度。自動化提高了制造效率，最大限度地減少了加工錯誤，并使晶圓制造區域污染減少。上世紀90年代末，300毫米晶圓問世，進一步推動了對自動化晶圓廠的需求。

審核編輯：劉清