בסוף המאה ה-19 החלו מדענים לחקור את התכונות וההתנהגות של אלקטרונים. בשנת 1897 גילה הפיזיקאי הבריטי תומסון אלקטרונים, שהניחו את הבסיס למחקר מוליכים למחצה הבאים. עם זאת, באותה תקופה, אנשים עדיין ידעו מעט מאוד על היישום של אלקטרוניקה
בתחילת המאה ה-20 התפתח בהדרגה מחקר על חומרים מוליכים למחצה. בשנת 1919 גילה הפיזיקאי הגרמני הרמן סטול את תכונות המוליכים למחצה של הסיליקון. לאחר מכן, מדענים החלו ללמוד כיצד להשתמש בחומרים מוליכים למחצה כדי לשלוט בזרימת הזרם. בשנת 1926, הפיזיקאי האמריקאי ג'וליאן לירד עיצב את מגבר המוליכים למחצה הראשון, שסימן את תחילתה של טכנולוגיית המוליכים למחצה.
עם זאת, הפיתוח של טכנולוגיית המוליכים למחצה לא היה חלק. בשנות ה-20 וה-30, ההבנה של אנשים לגבי מוליכים למחצה עדיין הייתה מוגבלת, וגם תהליך הייצור היה מורכב מאוד. עד 1947 גילו חוקרים במעבדות בל בארצות הברית את מבנה ה-PN של סיליקון מחומר מוליכים למחצה, הנחשב לאבן דרך בטכנולוגיית המוליכים למחצה המודרנית. גילוי מבנה ה-PN מאפשר לאנשים לשלוט בזרימת הזרם, ובכך מאפשר ייצור של התקני מוליכים למחצה.
בשנות ה-50, טכנולוגיית המוליכים למחצה עשתה פריצות דרך משמעותיות. ב-1954 המציאו החוקרים ג'ון באדין וולטר בראטון ממעבדות בל בארצות הברית את הטרנזיסטור הראשון, הנחשב לאבן דרך חשובה בטכנולוגיה האלקטרונית המודרנית. המצאת הטרנזיסטורים הפחיתה מאוד את גודלם של מכשירים אלקטרוניים וצריכת החשמל, ובכך קידמה את ההתפתחות המהירה של הטכנולוגיה האלקטרונית.
בשנות ה-60 הוצע הרעיון של מעגלים משולבים. מעגלים משולבים משלבים טרנזיסטורים מרובים ורכיבים אלקטרוניים אחרים על גבי שבב בודד, ומשיגים אינטגרציה גבוהה יותר וגודל קטן יותר. ב-1965 הציע גורדון מור, מייסד אינטל, את "חוק מור" המפורסם, שחזה את הגידול האקספוננציאלי של מספר הטרנזיסטורים במעגלים משולבים. חוק זה קיבל תוקף בעשורים האחרונים, מה שמניע את ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית מוליכים למחצה.
עם ההתקדמות המתמשכת של טכנולוגיית המוליכים למחצה, הביצועים של מכשירים אלקטרוניים ממשיכים להשתפר. בשנות ה-70, הופעת המחשבים האישיים הובילה ליישום נרחב של טכנולוגיית מוליכים למחצה. בשנות ה-80 וה-90, עם עליית האינטרנט, טכנולוגיית המוליכים למחצה יושמה באופן נרחב בתחומי התקשורת וטכנולוגיית המידע. מאז המאה ה-21, היישום של טכנולוגיית מוליכים למחצה בתחומים כמו בינה מלאכותית, האינטרנט של הדברים ואנרגיה חדשה מתרחב ללא הרף, ומספק תמיכה חזקה לפיתוח טכנולוגיה מודרנית.
מהטרנזיסטור הראשוני ועד למעגל המשולב הנוכחי, ההתקדמות של טכנולוגיית המוליכים למחצה הניעה את הפיתוח ושיפור הביצועים של מכשירים אלקטרוניים. עם ההתקדמות המתמשכת של הטכנולוגיה, היישום של טכנולוגיית מוליכים למחצה בתחומים שונים ילך ויתפשט, ובמקביל, הוא גם ייצור עתיד טוב יותר לאנושות.
