Der wesentliche Trick ist die Photolithographie.
Die Muster für die Belichtungsmasken können in wesentlich größeren Maßstäben erstellt werden, die Miniaturisierung erfolgt dann einfach über über optische Verfahren. Das ist afaik bis heute so, eine Metallplatte mit Lasern im Bereich weniger dutzend nm zu bearbeiten, dürfte schwieriger sein.
Die Erstellung der Muster von Hand war bei den geringen Transistorzahlen sowieso kein Problem. Der 4004 als erster Serien-Mikroprozessor hatte 2300 Stück. Aber selbst da gab es schon längere Zeit transistorbasierte Rechnersysteme, die eben etwas größer und aus mehreren, weniger integrierten Chips zusammengesetzt waren und für die Planung hätten verwendet werden können.