儘管矽技術和工業鏈已經成熟，並且芯片製造成本較低，但材料的物理特性將其在光電，高頻和高功率設備以及高溫設備中的應用中限制。三代半導體材料具有不同的特徵，這也決定了自己的優勢，適用於不同的應用程序。
第一代半導體包括矽和鍺，它們具有狹窄的間接帶隙和低飽和電子遷移率。它們主要用於低壓，低頻（約3GHz），中和低功率（約100W）晶體管和探測器。它們目前是半導體設備和集成電路的主要製造材料；由於成熟的工業鍊和低成本，滲透率接近95％。
第二代半導體包括砷耐加侖，磷化磷化物等，它們是直接帶隙且具有較高的電子遷移率。它們被廣泛用於衛星通信，移動通信和GPS導航字段，其功率約為100W，頻率約為100GHz。但是，砷耐資源相對較少且昂貴，該材料有毒，對環境產生了更大的影響。它的滲透率接近1％。
第三代的半導體包括碳化矽，氮化炮等，具有大帶隙，高擊穿電場，高導熱率，快速電子飽和速率和強輻射耐藥性的優勢。它們可以滿足電力電子技術的高溫，高功率，高壓，高頻和輻射電阻的要求，其穿透率接近5％。
實際上，隨著摩爾定律以矽半導體材料為主，逐漸接近其物理極限，具有高電子遷移率的複合半導體，高臨界擊穿場強度，高導熱率，直接能量差距和寬的能量帶開始上升，並有望成為超越摩爾定律的方法之一。
隨著化合物半導體設備的普及和廣泛應用的日益廣泛的應用，由於應用需求而引起的化合物半導體設備和模塊的包裝，提出了新的要求高於要求的同時提高產品可靠性。
