几乎在同一时间，美国南部达拉斯市德克萨斯州仪器公司（TI）的青年研究人员基尔比也想到了类似的技术创意。基尔比在伊利诺斯大学和威斯康星大学所学专业都是电子工程学，他从英国科学家达默的思想里获得了启发。达默早在1952年就指出，可以把由半导体构成的晶体管组装在一块平板上，从而去掉之间的连线。根据这一想法，基尔比在笔记本上画出了设计草图，并通过实验成功地把晶体管、电阻和电容等集成在微小的平板上，用热焊方式把元件以极细的导线互连，在不超过4平方毫米的面积上，集成了20余个元件。1959年2月6日，基尔比向美国专利局申报专利，把这种由半导体元件构成的微型固体组合件命名为“集成电路”（IC）。
从那以后，基尔比一直供职于德克萨斯州仪器公司，担任技术主管等职务，直到1970年才退出，成为德克萨斯州A&；M大学教授。他一生共获得60余项发明专利，但最大的贡献，莫过于首次发明集成电路。当基尔比发明集成电路的消息传到硅谷时，仙童半导体公司立即召开会议商议对策。诺伊斯提出：可以用平面处理技术来实现集成电路的大批量生产。仙童公司开始奋起直追，1959年7月30日，他们采用先进的平面处理技术研制出集成电路，也申请到一项发明专利。
1966年，基尔比和诺伊斯同时被富兰克林学会授予美国科技人员最渴望获得的巴兰丁奖章。基尔比被誉为“第一块集成电路的发明家”，而诺伊斯被誉为“提出了适合于工业生产的集成电路理论”的人。1969年，美国联邦法院最后从法律上承认了集成电路是一项“同时的发明”。
在基尔比和诺伊斯发明集成电路不久后的1961年，德克萨斯州仪器公司仅用不到9个月的时间，就研制出第一台用集成电路组装的计算机，这标志着电子计算机从此进入第三代。
到了1964年，仙童半导体公司“八叛逆”之一的摩尔博士，以三页纸的短小篇幅，发表了一个奇特的理论。摩尔天才地预言道：集成电路上能被集成的晶体管数目，将会以每18个月翻一番的速度稳定增长，并在今后数十年内保持着这种势头。摩尔的这个预言，因集成电路芯片后来的发展曲线得以证实，并在较长时期保持着有效性，被人们誉为“摩尔定律”。从此以后，集成电路迅速把电子计算机推上高速成长的快车道。
20世纪60年代初，IBM公司总裁小沃森已接近“知天命”的年龄。面对电脑业界激烈的竞争，一个新的设想在他脑海里酝酿成熟，他让秘书找来公司的副总裁文森特·利尔森，下达了研制由集成电路组成的系列电脑，尽早淘汰过时的晶体管机器的指令。利尔森马上组建了一个工程师委员会研究新机器方案。几经研讨，委员会无法取得共识，两个月过去后，方案还没有理出头绪。利尔森对委员们发火了：“你们统统给我搬进旅馆，搞不出方案谁也不许回家！”利尔森把工程师们送到康涅狄格州，“关进”了一家汽车旅店里。
1961年12月28日，委员会完成了一份8页纸的报告，黑体标题醒目地写着“IBM360系统电子计算机”。新计算机系统用360为名，表示一圈360度，既代表着360电脑从工商业到科学界的全方位应用，也表示IBM的宗旨：为用户全方位服务。利尔森粗略估算出需要的费用：研制经费5亿美元，生产设备投资10亿美元，推销和租赁垫支35亿美元——360计划总共需要投资50个亿！要知道，美国研制第一颗原子弹的“曼哈顿工程”也才用了20亿美元。美国的新闻界惊呆了。《幸福》杂志的通栏标题是：“IBM的50亿美元大赌博！”小沃森自己也承认，这是他一生中所做的“一项最大、最富于冒险精神的决策”。
利尔森与主管设计工程的总负责人弗雷德里克·布鲁克斯和吉恩·阿姆达尔等人，多次就360系统技术问题进行商讨。最后，他们提出了一种全新的思路：IBM360必须是一种“兼容性”的产品。兼容性将意味着，尽管360系统电脑在型号上有很大区别，但它们都必须能够用相同的方式处理相同的指令，享用相同的软件，配置相同的磁盘机、磁带机和打印机，而且能够相互连接在一起工作。当时，仅IBM公司的晶体管电脑就有7个种类20多个型号，软件和外部设备都不能互换使用，给用户带来极大的不便。“兼容性”是一个伟大的观念变革，它给现代电脑发展带来的技术进步，至今还在发挥巨大作用。
研制360电脑的第一个难题是IBM必须自己制造集成电路，因为他们买不到现成的芯片。以前建造一所新工厂，对IBM来说根本不在话下，但是集成电路的生产环境要求极为苛刻，车间里不能有一点灰尘，新建一个集成电路制造厂简直就像建造一间大型的外科手术室，成本超过普通厂房的四五倍。而且研制360电脑最大的障碍还是软件，为了让软件能适用于所有的电脑，必须编制几百万条电脑指令。最后，IBM投入编写程序的软件工程师多达2000人，花在360电脑软件上的费用，总共超过了5亿美元之巨！大大超越了硬件即电脑机器本身的开支，连小沃森也感到震惊。
1964年4月7日，历经了4个年头的风风雨雨，IBM公司用50亿美元的“大赌博”赢得了360系统电脑。IBM360共有6个型号的大、中、小型电脑和44种新式的配套设备，整整齐齐摆放在宽大的厅堂里。从功能较弱的360/51型小型机，到功能超过51型500倍的360/91型大型机，都是清一色的“兼容机”。IBM360的成功标志着第三代计算机正式登上了历史舞台，又是一个新时代的来临。
为了庆祝IBM360的诞生，IBM公司分别在美国63个城市和14个国家举行记者招待会，全世界有近万人莅临盛会。在纽约，小沃森亲自租用一辆火车，率领着200多名记者，浩浩荡荡开往IBM波基普西的实验室。他向全世界庄重宣布：“这是本公司自成立以来最重要的划时代产品！”
5年之内，IBM360共售出32300台，创造了电子计算机销售中的奇迹。不久后，与360电脑兼容的IBM370机接踵而至，其中最高档的370/168机型，运算速度已达到每秒250万次。从那以后，弗雷德里克·布鲁克斯和吉恩·阿姆达尔就被人们称为“IBM360之父”。布鲁克斯还于1995年获得了美国奖金额最高的科学奖——鲍尔科学奖。
2.1.3四代机
20世纪70年代初，当集成了数千个元件以上的芯片开始被称为“大规模集成电路”时，第四代计算机就快要应运而生了。
（1）一块芯片上的计算机
1968年，集成电路发明人诺伊斯站在山上眺望硅谷，仙童公司漂亮的厂房在薄雾笼罩中越来越模糊。在这家由他亲手创建的高技术公司里，“八叛逆”们大都已经出走和自立门户。最后，他也毅然决定脱离已经没有发展空间的仙童半导体公司，已过不惑之年的诺伊斯又重新回到了创业的起点。接着，诺伊斯物色了两位创业伙伴，一位是名列“八叛逆”的摩尔，另一位是在仙童公司从事经营管理的安迪·格罗夫（格罗夫原籍匈牙利，初到美国时连《纽约时报》上的大标题都读不全，全凭着坚强的毅力，在三年内读完纽约城市大学，接着又拿下加利福尼亚大学博士学位）。诺伊斯、格罗夫和摩尔三人构成了新公司领头的“三驾马车”。三位创业者经过精心商议，最后采纳摩尔的建议把新公司取名为“英特尔”（INTEL），五个英文字母“INTEL”寓意着“集成电子”。
“集成电子”公司自然必须研制和生产集成电路。英特尔公司没费多少周折，就在仙童公司附近借到了一座旧楼房并租来了机器。诺伊斯说：“让我们对准当今最先进的技术扫描，看看哪些技术最有成效，最行得通。”根据分析的结果，英特尔公司决定首先上马的项目是半导体集成电路存储器。电脑内部的存储器，即冯·诺伊曼用来储存程序的记忆装置。1969年春，这家刚成立不到一年的小企业，首创了全球第一款双极性集成电路存储芯片——64B存储器3101；1970年，他们又研制出第一款金属氧化物半导体（MOS）存储芯片1101，容量扩大到256B。同年，代号为1103的动态随机存储器（DRAM）问世，宣告了老式磁芯存储器的死亡。
来自斯坦福大学的助理研究员马西安·霍夫，是应诺伊斯的恳切邀请加盟英特尔公司的第12名员工，年仅31岁。霍夫在代表英特尔与日本的“商业通信公司”合作研制一套可编程台式计算器时突发奇想：“完全可以把日本人的设计压缩成三块集成电路芯片，其中最关键的是中央处理器芯片，把所有的逻辑电路集成在一起，另外两片则分别用作储存程序和储存数据。”这种把“两样甚至更多的东西放在一起”的设想，让霍夫萌生了微处理器的新观念。摩尔得知后首先对霍夫的设想表示赞许，并给他派来麦卓尔当助手着手研制微处理器。凑巧这时仙童半导体公司的芯片设计专家费根也“跳槽”到英特尔，于是也加入到研制组，为霍夫设计的微处理器芯片画出了线路图。
1971年1月，霍夫研制小组终于制成了能够实际工作的微处理器芯片4004，在大约12mm2的芯片上集成了2250个晶体管。英特尔在广告中介绍说，它只比一支铅笔尖稍大一点，在半个火柴盒面积大小的硅片上，可以容纳下48个微型的中央处理器！微处理器的体积如此之微小，但是每块芯片却包含着一台大型电脑所具有的运算功能和逻辑电路，比埃尼阿克的计算能力还要强大得多。
1971年11月15日，英特尔公司在《电子新闻》杂志上向全世界公布了微处理器，并声称“一个集成电子的******已经来临”。这一天，就是微处理器正式诞生的纪念日，它意味着电脑的中央处理器（CPU）已经缩微成一块集成电路，“一块芯片上的计算机”诞生了！
不久，英特尔公司另一种型号的微处理器8008研制成功。紧接着，在少许改进后，又推出最成功的微处理器8080，这种芯片及其仿制品后来一共卖掉数以百万计。随着销售量的增大，它的价格也从最初每块360美元迅速降低到3美元。对此，英特尔公司的销售部经理吉尔贝克诙谐地提出了一个“吉尔贝克定律”，作为“摩尔定律”的补充：“每一种芯片的单价最后都要降到只有5美元，除了那些卖不到5美元的芯片之外。”在价格方面，不到5美元的8080，比起埃尼阿克的48万美元来，确实让人瞠目结舌。
（2）开山鼻祖“牛郎星”
由于霍夫发明的微处理器必须配上存储器和其他外围设备才能组成计算机系统，因此当时正牌的电脑制造公司对它心存疑虑，直到三年后，以微处理器为心脏的微型电脑才“千呼万唤始出来”。1974年12月，美国《大众电子》杂志一反常态，把翌年一月号的刊物提前投放在各书报摊点，用最引人注目的大字标题发布消息：“世界第一套微型电脑组件挑战所有种类的商业电脑！”这台所谓微型电脑组件名叫“Altair8800”，即银河系里那颗明亮的星——“牛郎星”。人们现在普遍认为，“牛郎星”正是微型电脑的“开山鼻祖”。
“牛郎星”的发明人爱德华·罗伯茨是位电脑爱好者，身高约有1.9m，精力充沛，性格倔强。20世纪60年代从海军陆战队退役后，他就在新墨西哥州阿尔伯克基市开了一家小公司，叫作“微型仪器与自动测量系统公司”，简称“MITS”，专门制作和销售台式计算器，生意做得十分红火。不料到了1974年，拥有集成电路发明权的德克萨斯州仪器公司（TI），以雄厚的实力大举“进犯”计算器市场。罗伯茨的公司在削价竞争中不几天就败下阵来，一直滑到破产的边缘，欠下了25万美元的债务。无可奈何之中，罗伯茨把目光投向了英特尔公司研制的8080微处理器，想用它来装配一种专供业余爱好者试验的计算机，以挽救濒临倒闭的公司。于是，他以每个75美元的价格向英特尔购进8080微处理器和其他元件，一面突击组装样机，一面派人员与新闻媒介联络。恰好《大众电子》在过去数月里一直在寻找独家新闻，编辑所罗门主动上门观看了罗伯茨的设计方案，感到这是一个有可能吸引读者的话题，于是便有了上面的报道。
根据杂志介绍，“牛郎星”勉勉强强算是一台电脑：罗伯茨将两块集成电路装进金属制成的小盒内，一块即英特尔的8080微处理器芯片，另一块是存储器芯片，最初仅有256B容量，后来才增加为4kB。既无可输入数据的键盘，也没有显示计算结果的“面孔”。接通电源后，使用者需要用手按下面板上的8个开关，把二进制数“0”或“1”输进机器。计算完成后，面板上的几排小灯泡忽明忽灭，就像灯光信号机那样表示输出的结果。“牛郎星”诞生时的模样实在不敢恭维，它完全无法与IBM360、PDP-8或者“新星”等大、中、小各种电脑相比。然而，它也有上述所有机器不可比拟的优点——体积小，小到只能以“微型”相称；价格低，低到每台只标价397美元。