第一代的半導體材料：矽(Si)、鍺(Ge)
在半導體材料的發展歷史上，1990年代之前，作為第一代的半導體材料以矽材料為主佔絕對的統治地位。目前，半導體器件和積體電路仍然主要是用矽晶體材料製造的，矽器件構成了全球銷售的所有半導體產品的95％以上。矽半導體材料及其積體電路的發展導致了微型計算機的出現和整個資訊產業的飛躍。
第二代半導體材料：砷化鎵 (GaAs)、磷化銦 (InP)
隨著以光通訊為基礎的資訊高速公路的崛起和社會資訊化的發展，以砷化鎵、磷化銦為代表的第二代半導體材料嶄露頭角，並顯示其巨大的優越性。砷化鎵和磷化銦半導體鐳射器成為光通訊系統中的關鍵器件，同時砷化鎵高速器件也開拓了光纖及行動通訊的新產業。
第三代半導體材料：氮化鎵（GaN）、碳化矽（SiC）
圖四、GaN與Si和SiC比較圖
第三代半導體材料的興起，是以氮化鎵材料P型摻雜的突破為起點，以高效率藍綠光發光二極體和藍光半導體鐳射器的研製成功為標誌的，它在光顯示、光儲存、光照明等領域將有廣闊的應用前景。
以氮化鎵和碳化矽為代表的第三代半導體材料，具備高擊穿電場、高熱導率、高電子飽和速率及抗強輻射能力等優異效能，更適合於製作高溫、高頻、抗輻射及大功率電子器件，是固態光源和電力電子、微波射頻器件的“核芯”，在半導體照明、新一代行動通訊、能源網際網路、高速軌道交通、新能源汽車、消費類電子等領域有廣闊的應用前景，有望突破傳統半導體技術的瓶頸，與第一代、第二代半導體技術互補，對節能減排、產業轉型升級、催生新的經濟增長點將發揮重要作用。
第三代半導體材料是目前全球戰略競爭新的制高點。也是我們國家的重點扶持行業。十二五”期間，863計劃重點支援了“第三代半導體器件製備及評價技術”專案。
第四代半導體材料：氧化鎵(Ga2O3)
圖五、氧化鎵（Ga2O3）結構圖及原子力顯微鏡影象
作為新型的寬禁帶半導體材料,氧化鎵（Ga2O3）由於自身的優異效能,憑藉其比第三代半導體材料SiC和GaN更寬的禁帶，在紫外探測、高頻功率器件等領域吸引了越來越多的關注和研究。氧化鎵是一種寬禁帶半導體，禁頻寬度Eg=4.9eV，其導電效能和發光特性良好，因此，其在光電子器件方面有廣闊的應用前景，被用作於Ga基半導體材料的絕緣層，以及紫外線濾光片。這些是氧化鎵的傳統應用領域，而其在未來的功率、特別是大功率應用場景才是更值得期待的。
半導體材料的種類豐富多彩，除了上述典型材料，還有有機半導體、陶瓷半導體等材料，它們具有其獨特的性質和應用。
第一代的半導體材料：矽(Si)、鍺(Ge)
在半導體材料的發展歷史上，1990年代之前，作為第一代的半導體材料以矽材料為主佔絕對的統治地位。目前，半導體器件和積體電路仍然主要是用矽晶體材料製造的，矽器件構成了全球銷售的所有半導體產品的95％以上。矽半導體材料及其積體電路的發展導致了微型計算機的出現和整個資訊產業的飛躍。
第二代半導體材料：砷化鎵 (GaAs)、磷化銦 (InP)
隨著以光通訊為基礎的資訊高速公路的崛起和社會資訊化的發展，以砷化鎵、磷化銦為代表的第二代半導體材料嶄露頭角，並顯示其巨大的優越性。砷化鎵和磷化銦半導體鐳射器成為光通訊系統中的關鍵器件，同時砷化鎵高速器件也開拓了光纖及行動通訊的新產業。
第三代半導體材料：氮化鎵（GaN）、碳化矽（SiC）
圖四、GaN與Si和SiC比較圖
第三代半導體材料的興起，是以氮化鎵材料P型摻雜的突破為起點，以高效率藍綠光發光二極體和藍光半導體鐳射器的研製成功為標誌的，它在光顯示、光儲存、光照明等領域將有廣闊的應用前景。
以氮化鎵和碳化矽為代表的第三代半導體材料，具備高擊穿電場、高熱導率、高電子飽和速率及抗強輻射能力等優異效能，更適合於製作高溫、高頻、抗輻射及大功率電子器件，是固態光源和電力電子、微波射頻器件的“核芯”，在半導體照明、新一代行動通訊、能源網際網路、高速軌道交通、新能源汽車、消費類電子等領域有廣闊的應用前景，有望突破傳統半導體技術的瓶頸，與第一代、第二代半導體技術互補，對節能減排、產業轉型升級、催生新的經濟增長點將發揮重要作用。
第三代半導體材料是目前全球戰略競爭新的制高點。也是我們國家的重點扶持行業。十二五”期間，863計劃重點支援了“第三代半導體器件製備及評價技術”專案。
第四代半導體材料：氧化鎵(Ga2O3)
圖五、氧化鎵（Ga2O3）結構圖及原子力顯微鏡影象
作為新型的寬禁帶半導體材料,氧化鎵（Ga2O3）由於自身的優異效能,憑藉其比第三代半導體材料SiC和GaN更寬的禁帶，在紫外探測、高頻功率器件等領域吸引了越來越多的關注和研究。氧化鎵是一種寬禁帶半導體，禁頻寬度Eg=4.9eV，其導電效能和發光特性良好，因此，其在光電子器件方面有廣闊的應用前景，被用作於Ga基半導體材料的絕緣層，以及紫外線濾光片。這些是氧化鎵的傳統應用領域，而其在未來的功率、特別是大功率應用場景才是更值得期待的。
半導體材料的種類豐富多彩，除了上述典型材料，還有有機半導體、陶瓷半導體等材料，它們具有其獨特的性質和應用。