半導體材料依目的不同而有多種類型。矽（Si）憑藉成本與加工性成為壓倒性的泛用材料，但在高電壓、高頻、高溫等特殊用途上，SiC、GaN、GaAs等「化合物半導體」更具優勢。近年來，EV（電動車）與資料中心電力轉換對SiC、GaN功率半導體的需求急速成長。
本文重點
矽（Si）——量產半導體之王
矽是能隙1.1eV的元素半導體，可由地球上蘊藏量僅次於氧的矽元素提煉而成。高純度單晶晶圓的製造（柴可拉斯基法）、MOS氧化膜（SiO₂）的高品質化、CMOS製程的成熟等，數十年的技術累積帶來壓倒性的成本優勢。CPU、GPU、DRAM、NAND等邏輯與記憶體晶片，大多是矽晶片。弱點是在高電壓、高溫環境下漏電流增加，這部分由化合物半導體來補足。
SiC（碳化矽）——EV時代的功率半導體
SiC是能隙3.3eV的寬能隙半導體。其崩潰電場為矽的10倍，在高溫運作與高電壓下的切換損耗大幅降低，因此在EV的變頻器與工業用電源設備中迅速普及。特斯拉（Tesla）在2017年的Model 3採用SiC MOSFET，帶動市場活絡。意法半導體（STMicro）、Wolfspeed、羅姆（ROHM）等是主要供應商。與Si基板相比，SiC晶圓價格高、缺陷密度高，是待解決的課題。
GaN（氮化鎵）——高頻與快速充電的新星
GaN是能隙3.4eV的寬能隙半導體，具有高電子飽和速度與高電子遷移率。在5G基地台的高頻功率放大器、資料中心的電源模組、智慧型手機用快速充電器上的採用持續擴大。透過在矽基板上進行磊晶成長（GaN-on-Si）來降低成本的努力也在推進中。Navitas、GaN Systems、松下（Panasonic）、德州儀器（TI）等廠商都有推出產品。
GaAs・InP——高頻與光通訊的專用材料
GaAs（砷化鎵）的電子遷移率高於矽，高頻特性優異。廣泛用於智慧型手機的射頻前端模組（RF FEM），Skyworks與村田製作所都在製造GaAs元件。InP（磷化銦）的電子遷移率比GaAs更高，用於100Gbps以上的光通訊模組與光子積體電路（PIC）。兩者在材料成本與量產性上都不及矽，因此僅限於特殊用途。