从20世纪50年代起至今，半导体产业走过了70余年的发展历程，经历了第一代和第二代应用技术的持续迭代，
第一代：半导体材料（1950s~）：硅（Si）、锗（Ge）
经过长期的应用技术发展，硅半导体材料制造工艺及微电路加工工艺都已经到达接近最优的水准，尤其是在以电子计算机逻辑处理芯片，低功率控制芯片等领域，硅半导体产品的制造工艺成熟，在相当长的时间内仍然具备成本优势。
以硅半导体材料的主导地位人类工业社会的地位仍不会动摇。
第二代：半导体材料(1990s~)：砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）；GaAsAl、GaAsP；Ge-Si、GaAs-GaP；
非晶态半导体：非晶硅、玻璃态氧化物半导体、有机半导体
20世纪九十年代以来,随着移动通信的飞速发展、以光纤通信为基础的信息高速公路和和互联网快速兴起，而硅材料的物理性质限制了其在光电子和高频功率器件上的应用，例如其间接带隙决定了他难以获得更高的电光转换效率。
以砷化镓、磷化铟为代表的第二代化合物半导体材料开始得到应用，主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料。
还被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和GPS导航等领域。相比于第一代半导体，砷化镓（GaAs）能够应用在光电子领域，尤其在红外激光器和高亮度的红光二极管等方面。
第三代：半导体材料(2000~)：碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、氮化铝（AlN）等
从21世纪开始，智能手机、新能源汽车、机器人等新兴的电子科技发展迅速，同时全球能源和环境危机突出，能源利用趋向低功耗和精细管理，第一、二代半导体材料由于自身的性能限制难以满足科技发展的需求。以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的的第三代半导体材料，能够克服硅（Si）的先天不足，从而能满足更广泛的行业需求，特别是高性能传感器产业，汽车电子，IT高速通信，医疗，航空航天等。
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