半导体材料的前世今生，
最早的第一代半导体材料以锗和硅为主。
我们从时间的发展轴上去，最早的第一代半导体材料以锗和硅为主。
最早的半导体材料是锗。世界第一个晶体管 和第一块集成电路的材料均是锗。
1886年，德国化学家温克勒首先制备出锗，为纪念其祖国，他把这种新元素命名为Germanium,来源于德国的拉丁文名称“Germania"。
锗的原料
1950年，美国人蒂尔和里特尔采用切克劳斯基法( 又称直拉法或CZ法)拉出锗单晶。锗的热导率较低，为64W/(m. K)，用锗制造的器件只能工作在90℃以下的环境，高于90℃时，锗器件的漏电流明显增大;锗的熔点只有9379℃,难以承受诸如掺杂、激活、退火等高温工艺过程;同时，锗的氧化物溶于水，结构不稳定，无法制成MOS器件;更重要的是，锗的机械性能较差，锗单晶的直径不宜很大，锗晶片的加工与运输也存在一定的安全问题。
硅的原料
锗的优点：就是第一个半导体的材料，
锗的缺点：容易漏电，结构不稳定，还不能制成MOS器件。
所以，后续的半导体材料硅就把锗的这些缺点基本上都解决啦！甚至青出于蓝胜于蓝。
应用：第一代半导体材料主要用于分立器件和芯片制造；
带隙：第一代半导体材料，属于间接带隙，窄带隙；
总结：一句话就是第一代半导体材料：产业链十分成熟，技术完备、成本较低;
硅的晶圆
第二代半导体材料以砷化镓(GaAs). 磷化铟(InP)、 锑化铟(InSb) 和硫化镉(CdS) 等I-V族化合物材料为主，适用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件以及发光器件的优良材料，被广泛应用于卫星通信、移动通信、光通信和全球定位系统( Global PositioningSystem，GPS)等领域。
砷化镓
特点：电子迁移率高是第二代半导体的优点。所以INP适合做光芯片、GAN适合做高频芯片、sic适合做高压芯片。
带隙：第二代半导体材料，直接带隙，窄带隙；
总结：一句话就是相对于Si材料具有更好的光电性能，工作频率更高，耐高温、抗辐射。同样的是lnP甚至被认为是可疑致癌物质，具有一定的局限性。
基于第二代半导体材料
第三代半导体材料主要指以碳化硅(SiC)、 氮化镓 (GaN)、 氧化锌(ZnO)和氮化铝(AIN) 等为代表的宽禁带( 禁带宽度大于2.2eV)半导体材料。第三代半导体材料的优点有：具有禁带宽度大、击穿电场高、功率密度大( 氮化镓的功率密度是砷化镓的10~30倍)、热导率高、电子饱和速率高及抗辐射能力高，等优秀品质，因而更适合制作高温、高频、抗辐射、大功率器件和半导体激光器等。目前，较为成熟的第三代半导体材料是碳化硅和氮化镓，碳化硅比氧化镓更成熟一些。
氮化镓
第三代半导体两大材料GAN和SIC都投入巨大，第三代半导体三大应用，功率半导体，LED显示，射频PA，每项都是单打冠军。中芯国际想要超过台积电太难啦！
特点：击穿场强、功率密度高是第三代半导体的优点。案例：充电五分钟通话两小时的快充，就是建立在第三代半导体的基础上的。
带隙：第三代半导体材料，宽禁带，全组分直接带隙。
总结：一句话就是具有能够承受更高的电压、适合更高频率，可实现更高的功率密度，并具有耐高温，耐腐蚀、抗辐射、禁带宽度大等特性。
第三代半导体材料
整体总结：由于半导体的发展周期，也奠定了每个阶段，每一代半导体材料给集成电路带来的效果和发展也是不一样，目前各种半导体材料形成互补关系，Si 适用于数字逻辑芯片、存储芯片等，GaN适用于高频领域，SiC 适用于高压领域。由于制造设备、制造工艺以及成本的劣势，多年来第三代半导体材料只是在小范围内应用，目前还无法挑战硅基半导体的统治地位，但是，随着在5G和新能源汽车等新市场需求的驱动下，第三代半导体材料有望迎来加速发展。硅基半导体的性能已无法完全满足5G和新能源汽车的需求，碳化硅和氮化镓等第三代半导体的优势被放大。随着制备技术不断的进步，未来碳化硅和氮化镓器件成本不断下降，碳化硅和氮化镓的性价比优势将充分显现。
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作者张楷平水平有限，难免有疏漏之处，还请各位读者多多包涵，今天分享的内容，希望对亲爱的读者有所帮助。感兴趣半导体和芯片的咨询的信息的朋友，可以帮忙点个关注，后续持续更新。