2003年北航獲“電子科學與技術”一級學科博士學位授予權，建有兩個國家級工程研究中心、四個省部級重點實驗室/中心。2004年依托“微電子學與固體電子學”學科建立了國家級集成電路人才培養基地，2015年在此基礎上獲批國家首批籌備建設示范性微電子學院。北航微電子學院2018年4月正式實體化運行；2020年10月在全國率先（第一個）更名為集成電路科學與工程學院，目前下設集成電路材料與器件系、集成電路設計與工具系、集成電路工藝與裝備系。2020年12月，國務院學位委員會批準設置“集成電路科學與工程”一級學科；2021年4月，北航設立“集成電路科學與工程”一級學科通過專家組論證。

學院現有教職工98人，其中院領導4人，院機關10人，集成電路設計與工具系24人，集成電路材料與器件系30人，集成電路工藝與裝備系34人。共有博導18人，含外聘兼職博導5人（艾爾伯.費爾教授為諾貝爾物理獎得主，法國科學院院士；冷群文，歌爾集團副總裁，北航歌爾微電子創新技術研究院副院長；趙超，集成電路先導工藝研發中心主任，國家級專家人才；許開東，江蘇魯汶儀器有限公司董事長兼總經理，中國科學院微電子研究客座研究員，國家級專家人才；趙元富，航天科技九院科技委副主任，北京時代科技有限公司董事長，我國航天集成電路技術帶頭人）。

學院的特色研究方向為自旋電子芯片、人工智能芯片及生物芯片等集成電路學科與其他學科深度交叉的新興研究方向。我國集成電路領域目前人才缺口高達40萬人，高層次人才尤其匱乏，學院為本科生制定了制備一個微納器件、驗證一款數字芯片、流片一款模擬芯片的“三個一”培養目標，致力于培養出一批頂尖的集成電路領域人才。圍繞后摩爾時代超低功耗計算及集成電路國家重大需求，抓住國家集成電路發展綱要及國家存儲器戰略出臺的歷史機遇，學院的發展目標是建成國內一流學科并對國家的集成電路產業發展和關鍵核心技術突破做出貢獻。如2014年聯合北京市科委聯合創建了費爾北京研究院，由諾貝爾獎得主、外專費爾教授擔任首席科學家，重點開展自旋電子基礎器件及理論、自旋電子存儲集成電路及自旋存儲與計算架構三個研究方向，支撐超低功耗自旋存儲器及高精度自旋傳感器等應用。

學院現有辦公及實驗室總面積（含異地研究院）超過4000平米，設備儀器總價值超過2億，包括了8英寸超高真空磁控濺射儀，具有終點檢測的離子束刻蝕儀器等各類微納加工設備及電學、磁學及光學綜合測試平臺等，為北航集成電路學科建設、人才培養及科學研究提供了良好的設施條件。學院“空天信自旋電子技術”實驗室2019年獲批工業和信息化部重點實驗室。近年來承擔了包括核高基重大專項、國家自然科學基金委重大儀器、重點項目及國家重點研發計劃在內的項目20多項。與法國巴黎薩克雷大學、洛林大學及荷蘭埃因霍溫理工大學保持長期合作關系并開展雙學位聯合培養項目。與華為、航天772所、EDA領軍企業等建有聯合實驗室。近年來發表高水平論文超過200篇，近三年發表Nature期刊論文7篇。

學院堅持“產學研用”協同與國際化合作的教學理念，通過與企業深度合作加強人才培養實訓能力。學院建立了與中國電子信息產業及中國電子科技等集團的全面深度合作，如成立了北航-中國電子科技集團聯合實驗室，在此基礎上獲批工信部自旋電子協同創新中心。2016年成立北航-華為技術聯合研究生指導項目等，為集成電路產業提供高精尖人才。通過國際科技合作提高學生全球勝任力及學科國際影響力，近三年海外訪學聯合培養博士生超過10人，2016年學院獲批科技部自旋電子國家級國際科技合作基地。