Wafer sind runde Scheiben aus vordotiertem Material mit Halbleitereigenschaften wie monokristallines Silicium, Siliciumcarbid, Gallium-Arsenid oder Indium-Phosphit. Wafer werden mittels verschiedener Verfahren (Zonenschmelz-Verfahren,  Czochralski-Verfahren (Liquid-Encapsulated-Czochralski-Verfahren (LEC)), Bridgman-Stockbarger-Verfahren, Vertical Gradient Freeze, Pedestalverfahren, Blockgussverfahren)  hergestellt. Die resultierenden runden Scheiben sind monokristallin und teilweise polykristallin. Die Oberfläche darf nur Unebenheiten von wenigen Nanometern aufweisen und  muss spiegelnd poliert sein. Auf der Oberfläche dieser Wafer werden mittels anspruchsvoller Verfahren die Strukturen mehrerer gleicher Chips (integrierte Schaltkreise, ICs) erzeugt. Diese Chips werden anschliessend ausgeschnitten. Je grösser der Wafer,  desto geringer ist der geometrische Verschnitt. Deswegen ist die Grösse dieser Scheiben bedeutend für die Wirtschaftlichkeit des Prozesses. Heute arbeitet man mit 200 bis 300 mm Wafern bei Silicium (geplant sind 450 mm) und bei Gallium-Arsenid  mit 50 bis 150 mm Wafern (geplant: 200 mm). Früher waren solche Wafer wesentlich kleiner. Die Strukturbreiten der Chips befinden sich derzeit bei 45 Nanometer, 32 Nanometer oder 25 Nanometer bei NAND-Flash Bausteinen bzw. 22 Nanometer.  Nanoröhren-Transistoren werden bereits mit einer Strukturbreite von 18 Nanometer gefertigt. 

Physikalische Grenzen, Y-Transistoren, Optische Transistoren mit Photonischen Kristallen
Die Grenze des EUV-Lithografie-Verfahrens wird bei 22 Nanometer-Prozessen und darunter erreicht werden (ca. 2015).  Dann steht entweder ein grundsätzlicher Technologiewechsel in der Herstellung noch feinerer Strukturen (Strukturbreite) an, oder man erreicht eine höhere Packungsdichte von Transistoren auf diesen Chips mit anderen Materialien oder Prozessen.  Die derzeit diskutierten Möglichkeiten reichen von Y-Transistoren (Senkung der Leckströme) über optische Transistoren mit photonischen Kristallen  bis Quantencomputer oder Gencomputer.  Optische Transistoren könnten mit photonischen Kristallen mit Bandlücke gesteuert werden, die sich für Lichtwellen verhalten wie Halbleiter.  Eine Lichtwelle kann sich nicht in dem Kristall fortbewegen, wenn deren Frequenz in die Bandlücke fällt.