半導體產業發展的基礎是在20世紀上半葉開發的技術上培育出來的。關鍵技術是在工業和學術網中獲取的:真空管電子學、無線電通信、機械制表機及固體物理。這些產業構成了那時的高新技術產業。

放大電子信號的三極真空管是由Lee De Forest于1906年發明的。它發展了早期由約翰·弗萊明(JohnFieming)和托瑪斯·愛迪生在真空管方面的工作。三極管由三個部件構成，在一個抽空氣體的玻璃容器中分別封人兩個電極和一個柵極。為了使部件不被燒毀,同時還要保證電子能夠在電極間傳輸，必須采用真空。Forest申請了專利并將他的真空管發明命名為音頻管，因為他認為于聲音放大和再生有一些潛力。他是對的,真空管已經變成現代收音機、電視機和整個電子學領域的主要電子器件，直到20世紀50年代。

一種相對新的材料,稱為硅的單晶體，在20世紀初曾被用于將無線電通信信號從交流轉換為直流。包含這種材料的“半導體”一詞最初在德國采用。然而，真正要發展成為半導體技術勢力需要全世界物理化學家和物理學家的參與研究。在半導體特性能被完全解釋之前,為了理解電子行為的量子理論，這項研究是必需的。這些基礎工作延續了幾十年直到第二次世界大戰。對于電子計算數據有市場需求。第一臺機械計算機是霍爾瑞斯機械制表機，是由赫爾曼·霍爾瑞斯(Herman Holerith)發明的,并在令人驚異的六周內把1890年人口普查數據制成表格。這臺制表機由電動馬達驅動并且依靠穿孔卡(穿孔卡保持計算機的通用輸入模式貫穿于20世紀70年代)在第二次世界大戰期間的賓夕法尼亞大學，真空管被用于開發第一臺電子計算機ENIAC(電子數字積分與計算器)。ENIAC重達50噸、占地3000平方英尺(1英尺=0.3048米)需要19000只真空管，并且使用相當于160個燈塔的電量。

ENIAC除了體積大之外，它的主要缺點是伴隨著真空管出現的問題。真空管體積大、不可靠以及耗電量大。由于會燒毀,真空管壽命有限。為了迎合迅速發展的電子市場的需求來生產體積小、可靠的電子產品，真空管顯然不是優選技術。