隨著RCA計畫的成功，為將技術落實產業化，工研院在1980年衍生成立「聯華電子股份有限公司」，移轉四吋晶圓技術及研發團隊，是臺灣第一家積體電路公司，也是第一批進入新竹科學園區的公司，更在1985年成為臺灣第一家上市的半導體公司。爾後國際間興起技術保護主義，讓臺灣很難再自海外技轉，1984年工研院開始「超大型積體電路(VLSI)計畫」，自行投入研發，在時任行政院院長孫運璿等人的邀請下，1985年延攬張忠謀博士回臺擔任工研院院長，發展六吋晶圓技術。

1986年VLSI實驗工廠正式啟用，為了讓六吋積體電路實驗工廠發揮效益，與荷蘭飛利浦合作。1987年衍生成立「台灣積體電路製造公司」，移轉廠房、設備、技術及人員98人，首創全球積體電路代工製造之營運模式。IC設計公司只要把所設計的產品委託製造，不需自行投資設立花費甚鉅的晶圓廠，使得臺灣的IC設計公司也如雨後春筍般一家一家地設立。1989年衍生成立「台灣光罩公司」，為國內積體電路設計公司提供光罩製作服務，降低積體電路產品生產製造成本，並縮短效益時程，提高市場競爭力。

透過開枝散葉，1990年代開始，臺灣半導體產業鏈逐漸完備，時至今日，臺灣半導體產業舉世聞名，工研院持續打造下世代半導體，2010年建置亞洲首座擁有完整12吋3DIC核心製程-矽基板穿孔(TSV)的「三維立體積體電路(3DIC)」研發實驗室。2021年攜手全球領先的半導體晶片核心矽智財大廠Arm共構新創IC設計平台，提升臺灣IC設計產業在全球市場的市占率。2021年宣布啟動「南方雨林計畫」，攜手產官學研投入化合物半導體及車用動力電子的發展，打造南臺灣產業的半導體雨林。