Przy tak wielkiej skali integracji obiektów o rozmiarach w nanoskali, pojawiają się problemy niespotykane w klasycznej elektronice. Jednym z nich jest prawidłowe domieszkowanie. Tranzystor, aby działał, musi mieć bowiem złącze z odpowiednio domieszkowanego półprzewodnika. W nanoskali coraz ważniejsze staje się prawidłowe rozmieszczenie pojedynczych atomów materiału domieszkującego. Dodatkowo, pojawia się jeszcze rozrzut wymiarów, wynikający z ograniczeń technologii wytwarzania za pomocą masek i trawienia chemicznego. Gdyby obejrzeć pod elektronowym mikroskopem skaningowym cienką ścieżkę obwodu scalonego wykonanego w typowej technologii 45 nm - np. procesora Intel Atom, bardzo popularnego w subnotebookach - widać, że ścieżka ta ma nierówne, szorstkie krawędzie. Wynika to z ograniczeń technologicznych, konstrukcji i praw fizyki. Cały układ musi być tak zaprojektowany, aby pracował poprawnie, nawet jeśli poszczególne tranzystory mają odczuwalny rozrzut parametrów. Kontrola jakości również nie jest łatwa, gdy trzeba sprawdzić skomplikowane podzespoły wykonane z tak małych elementów.

Nanoelektronika jest powszechnie stosowana nie tylko w procesorach, ale także w wyświetlaczach. Chociaż rozmiar piksela jest stosunkowo duży, przy produkcji monitorów stosuje się ultracienkie warstwy materiałów, kontrolowane na poziomie dokładności rzędu pojedynczych nanometrów. Podobnej dokładności wymagają niektóre elementy głowic dysków twardych. Jest to technologia dostępna już dzisiaj, obecna w sprzęcie elektronicznym powszechnego użytku.

Przyszłość nanoelektroniki i spintronika

Przyszłość nanoelektroniki jest dość ciekawa, gdyż nowe urządzenia pobierają znacznie mniej energii elektrycznej, mają też mniejsze rozmiary. Pojawiają się jednak nowe problemy, które wymagają rozwiązania. "W laboratoriach IBM udało się zbudować tranzystor CMOS, który posiada kanał o rozmiarze 6-7 nm, czyli tylko trochę większy od cząsteczki. Przy tak małym elemencie pojawia się problem z efektem tunelowym, upływnością i innymi narastającymi zjawiskami, spowodowanymi zmianą praw fizyki, rządzących materią w nanoskali" - mówi Paul Seidler. Ponieważ nie da się wprost skalować rozwiązań w dół, należy szukać alternatywnych konstrukcji, nowych materiałów (nowy izolator bramki, który może zastąpić dwutlenek krzemu), a czasami zupełnie innego podejścia do problemu. Przykładem może być tranzystor zbudowany jako nanorurka.