一、物理规律限制

微电子技术的核心在于其集成电路芯片的制造，结合微电子技术的发展历程来看，先进的微电子技术的发展都是在不断的突破集成电路单个芯片元件的集成数量，现今，单个芯片上能够集成近5亿各电子元器件，该集成数量已经超过特大集成规模的限制，但从物理规律角度来看，微电子技术的发展依然受到其自身客观限制。在实际应用中通常可以通过对电子元器件尺寸的缩小来提升其IC性能，但电子元期间特征尺寸缩小的同时意味着其氧化层厚度和沟道长度同样缩小，这样克服元器件的“穿通效应”就变大人更加困难。例如，当量子隧道穿透效应增加时，电子元器件的静态功耗会变大，当静态功耗值占比达到电路总功耗某一限值时，表明该状态为晶体管缩小的极限值，但就现今的科技水平来看，依然无法跳出物理规律的限制。

二、材料限制

微电子技术一般常使用的材料为硅晶体，该材料由于其自身的特性在一定程度上阻碍了微电子技术的进步。现今，研究人员开始逐渐借助氧化物半导体材料和超导体材料替代常用的硅晶体材料，此外，使用碳纳米管做成的晶体管更是为微电子技术的革新提供了新的思路。学者经过实验研究得出：新纳米管电路中总输出信号是大于输入信号，该结论的得出也表明该纳米管电路是具有一定的放大功能。目前，有一些学者提出借助塑料半导体技术来制备出不易破裂的集成电路，这也为微电子技术的发展提供了新方向。

三、工艺技术限制

1、光刻设备尺度问题。在微电子技术工艺中最为关键的设备为光刻机（曝光工具），此设备的制造过程复杂、成本高且其精密度要求较高，而设备分辨率以及焦深都会影响光刻技术的应用，当尺寸推进至0.05um且停滞较长时间后则会引起集成电路无法快速的进入纳米时代。

2、互连引线问题。集成电路板上面积过小或单位面积内晶体管数量的变多都会使得相互连线间横截面积缩小，电阻变大，进而造成整体电路=反应时间的增加，从另一方面来说集成电路板尺寸的缩小虽然能够提升晶体管的工作效率，但却造成互联引线的反映时间增加，所以，怎么在已有集成规模条件下将互联引线进行优化是很多专家学者研究的重点课题。

3、可靠性问题。如前文所述，集成电路在逐渐向着精细加工与小规模元器件发展，但小规模元器件的使用虽然会提升整个电路系统运行的效率但却降低了电子元器件的使用寿命。尤其是在制造工艺方面出现的可靠性问题更是严重影响微电子技术的发展。

4、散热问题。微电子技术在应用过程中出现的散热问题主要是由封装技术水平决定的，现今，随着集成化朝着超规模方向的发展，在未来集成功能也必然越来越复杂，所以，在进行设计时就需要对整体电路的总功耗以及封装技术间的关系进行衡量。