纳米和300mm时代
能力和速度进步是与促使芯片的器件尺寸进人纳米（十亿分之一米）水平相伴的。然而，更小的器件拥挤在芯片的表面，迫使在芯片表面上增加金属连接层，增加更多的工艺步骤。在芯片表面上更小的器件尺寸要求更浅的掺杂层和更薄的介质层。这些要求也增加工艺步骤数。伴随着更大密度的芯片，能力提高导致更大的芯片尺寸。然而，在相同直径的晶圆上更大的芯片导致更低的生产率。解决这个问题的根本办法是采用更大直径的晶圆。到纳米时代相伴的晶圆直径已成为300mm晶圆（约12英寸）。
300mm直径的晶圆以引出新的生产挑战和迫使更高的自动化水平。一些因素促使对自动化的需求。实际上，一盒25片一批的300mm晶圆的质量和价值是非常高的。要操作员用手工处理这样尺寸的晶圆是拿着许多美元冒险。维持更大晶圆的生产率和良品率要产生更大的成本。加工更大晶圆和更小容差的设备变得更加昂贵。需要提高设备以维持更大晶圆的均匀性，或更多单片加工设备。当然，全部材料和工艺环境必须变得更洁净，由于更小、更紧密的器件排放更敏感。不要忘记，在这些水平，测试数量增加以维持产品质量和在晶圆制造线的工艺控制，生产线要迅速转运大量晶圆。特别需要注意的是增加在ULSI纳米量级的工艺步骤。将器件挤得更近并使它们更小已经发生了问题，这些问题需要增加新工艺步骤才能解决，例如，为克服形貌产生的图像问题，可采用平坦化技术。增加步骤促使工艺和存货更昂贵。这些因素的一部分列在下图中，它显示了半导体工业协会的国际半导体技术路线图。
所有的这些增加的成本都附加到芯片销售的价格中，尽管价格已随产能和竞争力的提高而有所下降。为了保持利润，芯片厂商必须要不断提高效率、良品率，并在所有层次上控制成本。达到运营的成本效率通常意味着晶圆的每月产能达到2-3万片。而一旦转到生产300mm的晶圆时，一大优点便是可以选择小一些的芯片厂（或mini芯片厂），每月只生产1万片晶圆就可提供与200mm芯片厂相同的芯片数。这种选择来自于300mm晶圆更大的面积。
尽管有在工艺、成本以及市场方面的诸多变化，衡量芯片制造领域的财务状况的方法依然相同：即对于从芯片厂售出的有功能的芯片，每片的成本如何（the cost per functioning die shipped out of fabrication)等。在因拥有了封装能力而完全扩展为商业工厂后，衡量方式又变成每一片售出的芯片成本（the cost per dies hipped）。在百万级的集成电路世界，每个晶体管的成本正成为一个指示参数这些衡量方式适用于自家晶圆制造运营、代工运营和无工厂芯片公司。本章余下部分将考察在控制成本的同时提高工艺/工厂表现的多种因素和策略。