半導體材料的前世今生，
最早的第一代半導體材料以鍺和矽為主。
我們從時間的發展軸上去，最早的第一代半導體材料以鍺和矽為主。
最早的半導體材料是鍺。世界第一個半導體 和第一塊內建電路的材料均是鍺。
1886年，德國化學家溫克勒首先制備出鍺，為紀念其祖國，他把這種新元素命名為Germanium,來源于德國的拉丁文名稱“Germania"。
鍺的原料
1950年，美國人蒂爾和裡特爾采用切克勞斯基法( 又稱直拉法或CZ法)拉出鍺單晶。鍺的熱導率較低，為64W/(m. K)，用鍺制造的器件隻能工作在90℃以下的環境，高于90℃時，鍺器件的漏電流明顯增大;鍺的熔點隻有9379℃,難以承受諸如摻雜、激活、退火等高溫工藝過程;同時，鍺的氧化物溶于水，結構不穩定，無法制成MOS器件;更重要的是，鍺的機械性能較差，鍺單晶的直徑不宜很大，鍺晶片的加工與運輸也存在一定的安全問題。
矽的原料
鍺的優點：就是第一個半導體的材料，
鍺的缺點：容易漏電，結構不穩定，還不能制成MOS器件。
是以，後續的半導體材料矽就把鍺的這些缺點基本上都解決啦！甚至青出于藍勝于藍。
應用：第一代半導體材料主要用于分立器件和晶片制造；
帶隙：第一代半導體材料，屬于間接帶隙，窄帶隙；
總結：一句話就是第一代半導體材料：産業鍊十分成熟，技術完備、成本較低;
矽的晶圓
第二代半導體材料以砷化镓(GaAs). 磷化铟(InP)、 銻化铟(InSb) 和硫化镉(CdS) 等I-V族化合物材料為主，适用于制作高速、高頻、大功率以及發光電子器件，是制作高性能微波、毫米波器件以及發光器件的優良材料，被廣泛應用于衛星通信、移動通信、光通信和全球定位系統( Global PositioningSystem，GPS)等領域。
砷化镓
特點：電子遷移率高是第二代半導體的優點。是以INP适合做光晶片、GAN适合做高頻晶片、sic适合做高壓晶片。
帶隙：第二代半導體材料，直接帶隙，窄帶隙；
總結：一句話就是相對于Si材料具有更好的光電性能，工作頻率更高，耐高溫、抗輻射。同樣的是lnP甚至被認為是可疑緻癌物質，具有一定的局限性。
基于第二代半導體材料
第三代半導體材料主要指以碳化矽(SiC)、 氮化镓 (GaN)、 氧化鋅(ZnO)和氮化鋁(AIN) 等為代表的寬禁帶( 禁帶寬度大于2.2eV)半導體材料。第三代半導體材料的優點有：具有禁帶寬度大、擊穿電場高、功率密度大( 氮化镓的功率密度是砷化镓的10~30倍)、熱導率高、電子飽和速率高及抗輻射能力高，等優秀品質，因而更适合制作高溫、高頻、抗輻射、大功率器件和半導體雷射器等。目前，較為成熟的第三代半導體材料是碳化矽和氮化镓，碳化矽比氧化镓更成熟一些。
氮化镓
第三代半導體兩大材料GAN和SIC都投入巨大，第三代半導體三大應用，功率半導體，LED顯示，射頻PA，每項都是單打冠軍。中芯國際想要超過台積電太難啦！
特點：擊穿場強、功率密度高是第三代半導體的優點。案例：充電五分鐘通話兩小時的快充，就是建立在第三代半導體的基礎上的。
帶隙：第三代半導體材料，寬禁帶，全組分直接帶隙。
總結：一句話就是具有能夠承受更高的電壓、适合更高頻率，可實作更高的功率密度，并具有耐高溫，耐腐蝕、抗輻射、禁帶寬度大等特性。
第三代半導體材料
整體總結：由于半導體的發展周期，也奠定了每個階段，每一代半導體材料給內建電路帶來的效果和發展也是不一樣，目前各種半導體材料形成互補關系，Si 适用于數字邏輯晶片、存儲晶片等，GaN适用于高頻領域，SiC 适用于高壓領域。由于制造裝置、制造技術以及成本的劣勢，多年來第三代半導體材料隻是在小範圍内應用，目前還無法挑戰矽基半導體的統治地位，但是，随着在5G和新能源汽車等新市場需求的驅動下，第三代半導體材料有望迎來加速發展。矽基半導體的性能已無法完全滿足5G和新能源汽車的需求，碳化矽和氮化镓等第三代半導體的優勢被放大。随着制備技術不斷的進步，未來碳化矽和氮化镓器件成本不斷下降，碳化矽和氮化镓的成本效益優勢将充分顯現。
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作者張楷平水準有限，難免有疏漏之處，還請各位讀者多多包涵，今天分享的内容，希望對親愛的讀者有所幫助。感興趣半導體和晶片的咨詢的資訊的朋友，可以幫忙點個關注，後續持續更新。