La primera operación es el diseño del microcircuito. Cuando es preciso construir decenas de millones de transistores en un cuadrado de silicio que tiene el tamaño de la uña de un niño, la ubicación de los transistores y las interconexiones entre ellos ha de preverse con sumo detalle. Cada transistor ha de responder a la función asignada; cada combinación de grupos de transistores han de crear inversores, sumadores, descodificadores u otros elementos circuitales.

El proyectista no debe olvidar la finalidad prevista para el chip. Mientras que un microprocesador ha de encargarse de ejecutar las instrucciones en un ordenador, los chips de memoria tienen por misión almacenar datos. La estructura de ambos tipos de microcircuito difiere bastante. Debido a la complejidad de los chips actuales, el trabajo de diseño se realiza por ordenador, aunque los ingenieros repasan en copia ampliada el diagrama estructural del microcircuito.