半导体是导电能力介于导体与绝缘体之间、且可通过掺杂精确调控的材料。按发展代际分为四代：第一代硅（Si）、锗（Ge）；第二代砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）；第三代碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）；第四代氧化镓（Ga2O3）、金刚石等超宽禁带材料。
四代半导体材料对比
- 第一代（Si）：占 95% 以上市场份额，逻辑芯片、存储器、太阳能电池的绝对主力；
- 第二代（GaAs/InP）：电子迁移率高，用于射频器件、光通信激光器；
- 第三代（SiC/GaN）：耐高压、耐高温、高频，用于新能源车电驱、快充、5G 基站；
- 第四代（Ga2O3/金刚石）：禁带更宽，处于产业化前期，面向超高压功率器件。
半导体材料的共同加工难题
SiC 莫氏硬度 9.2、GaN 脆性大、GaAs 有毒且易解理——第三代、第四代材料普遍”又硬又脆又贵”，切片损耗直接影响器件成本。环形金刚石线锯凭借窄切缝、低损伤成为 SiC 晶锭截断和衬底切片的主流方案，相关工艺见碳化硅加工全流程。
常见问题
为什么说 SiC 是新能源汽车的关键材料？
SiC 功率器件比硅基 IGBT 损耗低 50% 以上、耐温更高，可让电驱系统效率提升 5–10%，直接转化为续航里程。
锗现在还有用吗？
有。锗在红外光学（夜视仪镜头）、太空太阳能电池（锗衬底）、光纤掺杂领域仍是不可替代的材料。