沙子中含有的硅元素為當今集成電路工業基本原料。硅以化合物形式廣泛地存在于自然界，最常見便是以二氧化硅（SiO2）形式存在于砂礫、巖石當中。硅單質則是當今主流集成電路工業最為常用的材料，常見芯片均由硅單質為基礎制造而來。從沙子到芯片，需經歷以下一系列生產步驟。
多次提純制造極高純度硅晶圓片。沙子經一系列還原、提純制成晶圓，即制作硅基集成電路所采用的電子級純度硅片。硅砂首先提煉還原為純度約98%的冶金級粗硅，再經數次提純，得到電子級高純度多晶硅（純度達99.9999999%以上，9~11 個9），經過熔爐拉制得到單晶硅棒，再經切片、拋光制成晶圓。晶圓包括6 吋、8 吋、12 吋等類型，是對應晶圓直徑的簡稱，其實際直徑分別為150mm、200mm 和300mm，當前高端市場12 吋為主流，中低端市場則一般采用8 吋。
晶圓表面經特殊工藝層層制作微小電路。晶圓表面經過光罩、護膜、長晶圓、切片、研磨、氧化、蝕刻、擴散、離子植入、化學氣象沉積、電極金屬蒸煮等反復一系列工藝，按照IC 設計圖制作出極微小的電路結構。加工后的晶圓經切割得到許多相同的晶粒，晶粒再經封裝測試引出引腳、加以密封、剔除廢品，成為平常所見的芯片，廣泛應用于各種電子設備中。
集成電路制造技術代表著當今世界微細制造的最高水平。臺積電為代表的世界一流廠商已在集成電路工藝上走到7nm 水平，意味著單個晶體管器件柵極寬度僅為7nm。ASML 單臺先進EUV 光刻機價格超1 億美元，中低端光刻機亦需約1 億元人民幣，建設一條12 吋集成電路生產線則需投資約400~1000 億元人民幣。集成電路制造集人類超精細加工技術之大成，因此集成電路產業是一個國家高端制造能力的綜合體現，是全球高科技國力競爭的戰略必爭制高點。
芯片強則產業強，芯片興則經濟興，沒有芯片就沒有安全。在信息時代，集成電路是核心基石，電腦、手機、家電、汽車、高鐵、電網、醫療儀器、機器人、工業控制等各種電子產品和系統都離不開集成電路，集成電路已成為現代工業的“糧食”。由于存在的普遍性，集成電路已涉及到國家信息安全問題。發展“中國芯”、硬件“去IQT(Intel、Qualcomm、TI)”大勢所趨，發展集成電路產業已經被提升為國家安全戰略布局。
