基爾比明白，必須到規模較大的公司工作，才有機會參與尖端電晶體技術的發展。1958 年夏天，他權衡了幾個不同的工作機會後，決定加入德州儀器公司，和海格提以及由艾考克（WillisAdcock）領導的電晶體研究小組一起工作。
德州儀器公司的政策是所有員工都在7 月某兩個星期集體休假。基爾比抵達公司報到時，由於還無假可休，成為留在半導體實驗室的少數員工之一，因此有時間好好思考：矽除了用來製造電晶體之外，還可能有什麼用途？
他知道，如果沒有在矽片中摻入任何雜質，矽就是簡單的電阻器。還有一個方法是讓矽片中的p-n 接面充當電容器，可以儲存少量電荷。事實上，你可以透過不同方式，用矽來製造各種電子元件。他因此想出所謂的「單石概念」（monolithic idea）：可以用一塊矽做出電路的所有元件，如此一來，就毋須把不同元件焊接在電路板上。1958 年7 月，在諾宜斯寫下相同概念之前六個月，基爾比早已在實驗日誌中用一個句子描述單石概念，後來他在諾貝爾獎頒獎典禮上也引用了這段話：「以下的電路元件都可以做在一片材料上：包括電阻器、電容器、分散式電容器、電晶體。」然後他在實驗日誌上畫了非常粗略的草圖，說明如何正確配置摻了雜質的矽，讓單一矽片擁有許多不同特性。
上司艾考克渡假回來後，基爾比向他報告自己的想法，卻無法說服艾考克這個方法切實可行。當時實驗室還有其他更迫切的任務，但艾考克答應基爾比：假如基爾比可以用矽片做出實際可用的電容器和電阻器，那麼就授權他在單一矽片上打造出完整的電路。
一切如計畫進行，到了1958 年9 月，基爾比已準備展示他的發明，就像十一年前巴丁和布拉頓在貝爾實驗室主管面前舉行的演示會一樣。基爾比在牙籤大小的矽晶片上，組裝出振盪器理論上需要的所有元件。然後緊張的基爾比在一群主管（包括公司董事長）注視下，接通從小小晶片到振盪器的線路。他看了艾考克一眼，艾考克聳聳肩，彷彿表示啥都沒看到。基爾比按下按鈕，一如預期，振盪器螢幕上，線條開始上下波動。「每個人臉上都立刻湧現開懷的笑容，」《華盛頓郵報》記者瑞德寫道：「電子學的新紀元誕生了。」
這不是最優雅的設計。1958 年秋天基爾比打造的模型中，有許多用來連結晶片元件的小小金線，看起來就好像矽枝向外突出一片昂貴的蜘蛛網，不只樣子醜，也不切實際，像這樣的東西絕對不可能大量生產。儘管如此，這仍是史上第一個微晶片。
1959 年3 月，德州儀器公司在提出專利申請幾個星期後，公開發表這項新發明，並稱之為「固態電路」，同時也在紐約市無線電工程師研究院的年會中，大張旗鼓展示幾個產品原型。公司總裁聲稱，這項發明是自電晶體誕生以來最重要的發明。聽起來似乎誇大其詞，但其實這麼說還太保守了。
