中国科学院微电子研究所的前身——原中国科学院109厂成立于1958年。1986年，109厂与中国科学院半导体研究所、计算技术研究所有关研制大规模集成电路部分合并为中国科学院微电子中心。2003年9月，正式更名为中国科学院微电子研究所。微电子所的战略定位是：中国微电子技术创新的引领者和产业发展的推动者。微电子所坚持“三个面向”“四个率先”的新时期办院方针，在集成电路先导技术、微电子器件与集成技术、物联网核心技术与应用、科教融合微电子学院建设等方面重点推进。现拥有2个基础研究类中国科学院重点实验室（微电子器件与集成技术重点实验室、硅器件技术重点实验室），6个行业服务类研发中心（中国科学院EDA中心、集成电路先导技术研发中心、系统封装与集成研发中心、中科新芯三维存储器研发中心、电磁信息智能应用研究中心、光刻技术总体部），6个行业应用类研发中心（通信与信息工程研发中心、新能源汽车电子研发中心、健康电子研发中心、智能感知研发中心、智能制造电子研发中心、智能电子系统研发中心），4个核心产品类研发中心（硅器件与集成研发中心、高频高压器件与集成研发中心、微电子仪器设备研发中心、光电技术研发中心）。
中国科学院微电子研究所，前身为成立于1958年的原中国科学院109厂。1986年，109厂与中国科学院半导体研究所、计算技术研究所有关研制大规模集成电路部分合并为中国科学院微电子中心。2003年9月，正式更名为中国科学院微电子研究所。
中国科学院微电子研究所是一所专门从事微电子领域研究与开发的国立研究机构，是中国科学院微电子技术的总体和中国科学院EDA中心的依托单位，主要研究方向为：①集成电路先导工艺与仪器装备技术；②集成电路与系统设计技术；③高性能器件与电路集成技术；④射频、微波器件与电路集成技术；⑤三维集成与系统封装技术；⑥新型纳米器件与集成技术；⑦物联网与传感器技术。
截至2014年底，中国科学院微电子研究所设有12个从事应用技术研究的研究室和2个从事前沿基础研究的重点实验室；共有在职职工1061人，其中科技人员819人、科技支撑人员203人，研究员及正高级工程技术人员72人、副研究员151人、高级工程技术人员64人；共有在学研究生293人（其中硕士研究生164人，博士研究生125人，留学生4人），有研究生导师117人（其中博士生导师44人，硕士生导师73人）。
组织结构(6张)
1958年8月，为研制国防专用109计算机，我国第一个半导体器件生产厂成立，命名为“109厂”，隶属于中国科学院物理研究所。1960年-1965年，隶属于中国科学院半导体研究所。
1965年-1967年，隶属于中国科学院。
1967年-1975年，隶属于中国人民解放军第14研究院编制建厂（所）。
1975年-1986年，隶属于中国科学院。
1986年，109厂与中国科学院半导体研究所、中国科学院计算技术研究所有关研制大规模集成电路部分单位合并，成立中国科学院微电子中心，隶属于中国科学院至今。
2003年10月16日，为了集中和充足优势资源，进一步凝练和明确发展方向，拓宽应用研究领域，巩固创新成果，“中国科学院微电子中心”更名为“中国科学院微电子研究所”。
2018年10月，被评为全国中小学生研学实践教育基地。
截至2014年底，中国科学院微电子研究所共有在职职工1061人。其中科技人员819人、科技支撑人员203人，包括中国科学院院士1人、研究员及正高级工程技术人员72人、副研究员151人、高级工程技术人员64人。共有中国科学院“百人计划”入选者20人，国家杰出青年科学基金获得者2人。
中国科学院院士：刘明
中国科学院“百人计划”入选者（名单不全）：曹立强、陈杰、陈曙东、樊晓华、霍宗亮、贾锐、金智、梁利平、刘洪刚、刘昱、阎跃鹏、殷华湘、于大全
国家杰出青年科学基金获得者：陈杰、刘明
为了加强技术支撑系统建设，中国科学院微电子研究所在2009年筹建并成立了了中国科学院微电子所公共技术服务中心。据2016年1月研究所官网显示，该研究所共开放各类大型设备共计104台，价值共计89064026.58元。
中国科学院微电子研究所是国家集成电路制造领域前瞻性先导技术研发的牵头组织单位，是中国科学院物联网研究发展中心、中国科学院EDA中心等院级创新平台的依托单位。截至2014年底，该所设有12个从事应用技术研究的研究室和2个从事前沿基础研究的所级重点实验室。
所级应用技术研究的研究室：硅器件与集成技术研发中心（一室）、专用集成电路与系统研究室（二室）、纳米加工与新器件集成技术研究室（三室）、微波器件与集成电路研究室（四室）、通信与多媒体SoC研究室（五室）、电子系统总体技术研究室（六室）、电子设计平台与共性技术研究室（七室）、微电子设备技术研究室（八室）、系统封装技术研究室（九室）、集成电路先导工艺研发中心（十室）、射频集成电路研究室（十一室）、中科新芯三维存储器联合研发中心（十二室）
所级前沿基础研究的实验室：微电子器件与集成技术重点实验室、低功耗集成电路重点实验室
2014年，该所共接待来访、顺访和台胞来访合20批49人次；因公出访72批合120人次；聘任国外名誉和客座研究员2人；新增投资企业6家；累计合作共建分所、分部、对外投资成立公司、共建联合实验室以及院级平台等各类机构共70家。通过产业引导，形成了以北京为中心、江苏为龙头，遍布辽宁、天津、浙江、广东、山东等地区的院地合作与产业化整体布局。
2010年，中国科学院微电子研究所共有在研项目265项（包括新增项目110项）。其中，国家重点基础研究发展计划（973）项目2项（新增2项）、课题18项（新增7项），中国高技术研究发展计划（863）项目16项（新增4项）；国家自然科学基金重大项目1项、重点项目1项、面上项目13项（新增8项）；重要方向项目16项（新增13项），国际合作项目1项，重大仪器研制项目2项；院地合作项目1项。获专利受理527项，其中发明专利515项，实用新型12项；获专利授权107项，其中发明专利93项，实用新型14项。共发表期刊论文139篇，会议论文65篇，影响因子总数133.482。共发表译著1部，专著1部。
2011年，该研究所共有在研项目358项（新增项目89项）。其中，国家重点基础研究发展计划（973）项目2项、课题26项（新增7项），中国高技术研究发展计划（863）项目22项（新增3项）；国家自然科学基金重大项目1项、重点项目3项、面上项目6项（新增3项）；重要方向项目16项（新增2项），国际合作项目1项，院地合作项目7项。攻获专利受理1048项，其中发明专利994项，实用新型48项，外观设计专利6项；获专利授权117项，其中发明专利101项，实用新型15项，外观设计专利1项。共发表论文266篇，其中SCI收录87篇，EI收录92篇，影响因子总数192.3558。共发表专著2部。
2012年，该研究所共有在研项目360 项（新增项目133项）。其中，国家科技重大专项课题82项（新增10项），国家重点基础研究发展计划（973）项目2项、课题22项（新增8项），国家高技术研究发展计划（863）项目7项（新增4项）；国家自然科学基金重大项目1项、创新群体1个，重点项目4项、面上项目14项（新增7项）；中国科学院战略性先导科技专项课题5项，院重要方向项目9项（新增5项），院修购项目7项（新增4项），院地合作项目8项（新增1项）。专利受理874项，其中发明专利834项，实用新型40项；专利授权165项，其中发明专利141项，实用新型22项，外观设计专利2项；专利实施许可1项。共发表论文262篇，其中SCI收录89篇，EI收录84篇，影响因子总数220.1285。出版专著2部。
2013年，该研究所共有在研项目324 项（新增项目91项）。其中，国家科技重大专项课题67项（新增12项），国家重点基础研究发展计划（973计划）首席项目2项、课题17项，国家高技术研究发展计划（863计划）课题9项（新增2项）；国家自然科学基金创新群体1项、重点项目5项、面上项目14项（新增7项）；院战略性先导科技专项项目1项，院重点部署项目1项，院其他项目9项。共申请专利469项，其中国内发明专利387项，实用新型17项，PCT申请65项；授权专利共383项，其中美国专利59项，国内专利324项。此外，在微电子学、半导体材料、纳米材料、固体力学、电子与通信、太阳能等领域发表各类论文共191篇，其中SCI收录79篇，EI收录55篇；登记软件著作权11项，集成电路布图设计11项。
2014年，该研究所共有在研项目334 项（新增项目77项）。其中，国家科技重大专项课题65项（新增5项），国家重点基础研究发展计划（973计划）首席项目2项、课题8项，国家高技术研究发展计划（863计划）课题11项（新增2项）；国家自然科学基金创新群体1项、重点项目12项、面上项目49项；院战略性先导科技专项项目2项，院重点部署项目2项；其他项目10项。其中“极大规模集成电路关键技术集体” 获2014年度中国科学院杰出科技成就奖。共申请专利435项，其中国内发明专利422项，实用新型13项，PCT申请29项；授权专利共363项，其中国外专利91项，国内专利272项。在微电子学、半导体材料、纳米材料、固体力学、电子与通信、太阳能等领域发表论文共221篇，其中SCI收录99篇，EI收录66篇；专著3篇；登记软件著作权20项，集成电路布图设计12项。
氧化物阻变存储器机理与性能调控项目荣获2016年自然科学二等奖 。
《芯天地》是一本创刊于2007年中国科学院微电子研究所主办的电子期刊，主要刊载在该所官网，内容主要是中国科学院微电子研究所工作简况，包括该所近期科研进展、发表论文、研究成果等。
中国科学院微电子所是国务院学位委员会批准的博士（1996年5月获批）、硕士学位（1990年11月获批）授予权单位之一。截至2014年底，一个二级学科博士研究生培养点，一个二级学科硕士研究生培养点，一个硕士专业学位培养点，一个博士专业学位培养点和一个博士后流动站（2004年获批建立）。
二级学科博士研究生培养点：微电子学与固体电子学
二级学科硕士研究生培养点：微电子学与固体电子学
硕士专业学位培养点：工程硕士（集成电路工程、电子与通信工程领域）
博士专业学位培养点：工程博士（电子与信息工程领域）
一级学科博士后流动站：电子科学与技术
截至2014年底，中国科学院微电子研究所共有在学研究生293人（其中硕士研究生164人，博士研究生125人，留学生4人）。
2011年，该研究所商立伟同学的论文《有机薄膜晶体管及其集成电路的研究》、涂德钰同学的论文《基于交叉结构分子电子器件及其电路研究》获“2011年度中国科学院优秀博士学位论文奖”；李昊峰同学获得“中国科学院院长特别奖”，王晓磊和李永亮两位同学获得“中国科学院院长优秀奖”。
2014年，该所共录取学术型硕士39人，专业性硕士15人 ，工学博士10人，工程博士8人，直博生10人 ；2015年共录取学术型硕士39人，专业性硕士16人 。
所标
中国科学院微电子研究所所标涉及创意说明：标志以菱形为主体充分体现出研究所团队的严谨与理性，同时相叠的菱形代表了微电子产品，向右形成的两个充满力量的箭头，表明了研究所在微电子领域中勇于探索、不断钻研与开拓的精神。箭头向细变化，表现了产品向着更细、更精发展的物理特点。标志中心快速运动的线条，是微电子技术飞速发展的写照，表现出该所要在不断发展中求平稳、求创新的精神。
所宗旨手书
惟精惟一求实求新
所长：叶甜春
党委书记、副所长：李培金
副所长：周玉梅
副所长：周也方
副所长：陈大鹏
副所长：刘新宇
2020年12月9日，入选“第三批双创示范基地”名单。
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