超大規模集成(VLSI)是通過將數百萬個MOS晶體管組合到單個芯片上來創建集成電路(IC)的過程。超大規模集成始于1970年代，當時MOS集成電路芯片被廣泛采用，使得復雜的半導體和電信技術得以發展。所述微處理器和存儲芯片是VLSI器件。在引入VLSI技術之前，大多數IC可以執行的功能有限。一個電子電路可能包括一個的CPU、ROM、RAM和其他膠水邏輯。超大規模集成允許IC設計人員將所有這些添加到一個芯片中。

晶體管的歷史可以追溯到1920年代，當時幾位發明家嘗試了旨在控制固態二極管中的電流并將其轉換為三極管的器件。二戰之后取得了成功，當時使用硅和鍺晶體作為雷達探測器導致了制造和理論的改進。曾從事雷達工作的科學家們又回到了固態設備開發領域。與xxx發明晶體管在貝爾實驗室，1947年，電子學領域中，從真空管到移位固態器件。

1950年代的電氣工程師掌握了小晶體管，看到了構建更先進電路的可能性。然而，隨著電路復雜性的增加，問題也隨之而來。一個問題是電路的大小。像計算機這樣的復雜電路依賴于速度。如果組件很大，則互連它們的電線必須很長。電信號需要時間通過電路，從而減慢計算機的速度。

該集成電路的發明通過杰克基爾比和羅伯特諾伊斯通過使所有的組件和芯片出來的半導體材料的相同的塊（整料）的解決了這個問題。電路可以做得更小，制造過程可以自動化。這導致了在單晶硅晶片上集成所有組件的想法，這導致了1960年代初期的小規模集成(SSI)，然后是1960年代后期的中規模集成(MSI)。

GeneralMicroelectronics于1964年推出了xxx款商用MOS集成電路。1970年代初期，MOS集成電路技術允許在單個芯片中集成10,000多個晶體管。這為1970年代和1980年代的VLSI鋪平了道路，單個芯片上有數萬個MOS晶體管（后來是數十萬，然后是數百萬，現在是數十億）。

xxx半導體芯片各裝有兩個晶體管。隨后的進步增加了更多的晶體管，因此，隨著時間的推移，集成了更多的單獨功能或系統。xxx個集成電路只有幾個器件，可能多達十個二極管、晶體管、電阻器和電容器，這使得在單個器件上制造一個或多個邏輯門成為可能。現在回溯性地稱為小規模集成(SSI)，技術的改進導致了具有數百個邏輯門的設備，稱為中等規模集成(MSI)。進一步的改進導致了大規模的集成(LSI)，即具有至少一千個邏輯門的系統。當前的技術已經遠遠超過了這個標志，今天的微處理器擁有數百萬個門和數十億個單獨的晶體管。

曾經有人努力命名和校準超大規模集成電路之上的各種級別的大規模集成。使用了超大規模集成(ULSI)等術語。但是，在普通設備上可用的大量門和晶體管已經使這種細微的區別變得毫無意義。表示高于VLSI集成水平的術語不再廣泛使用。

2008年，十億晶體管處理器開始商用。隨著半導體制造從當時的65納米工藝發展而來，這變得越來越普遍。與最早的設備不同，當前的設計使用廣泛的設計自動化和自動化邏輯綜合來布置晶體管，從而使最終的邏輯功能具有更高的復雜性。某些高性能邏輯塊，如SRAM（靜態隨機存取存儲器）單元，仍然是手工設計的，以確保最高效率。

結構化超大規模集成設計是由CarverMead和LynnConway發起的模塊化方法，用于通過最小化互連結構面積來節省微芯片面積。這是通過矩形宏塊的重復排列獲得的，這些矩形宏塊可以通過鄰接布線使用互連來實現。一個例子是將加法器的布局劃分為一行相等的位片單元。在復雜的設計中，這種結構可以通過分層嵌套來實現。

結構化VLSI設計曾在上世紀80年代初已經普及，但失去了它的普及后因為來臨的布局布線工具，通過大量浪費面積的路由，這是因為進度容忍摩爾定律。在1970年代中期引入硬件描述語言KARL時，ReinerHartenstein創造了術語“結構化VLSI設計”（最初稱為“結構化LSI設計”），呼應EdsgerDijkstra的結構化編程方法，通過過程嵌套避免混亂的意大利面條式結構程式。