尽管硅技术和工业链已经成熟，并且芯片制造成本较低，但材料的物理特性将其在光电，高频和高功率设备以及高温设备中的应用中限制。三代半导体材料具有不同的特征，这也决定了自己的优势，适用于不同的应用程序。
第一代半导体包括硅和锗，它们具有狭窄的间接带隙和低饱和电子迁移率。它们主要用于低压，低频（约3GHz），中和低功率（约100W）晶体管和探测器。它们目前是半导体设备和集成电路的主要制造材料；由于成熟的工业链和低成本，渗透率接近95％。
第二代半导体包括砷耐加仑，磷化磷化物等，它们是直接带隙且具有较高的电子迁移率。它们被广泛用于卫星通信，移动通信和GPS导航字段，其功率约为100W，频率约为100GHz。但是，砷耐资源相对较少且昂贵，该材料有毒，对环境产生了更大的影响。它的渗透率接近1％。
第三代的半导体包括碳化硅，氮化炮等，具有大带隙，高击穿电场，高导热率，快速电子饱和速率和强辐射耐药性的优势。它们可以满足电力电子技术的高温，高功率，高压，高频和辐射电阻的要求，其穿透率接近5％。
实际上，随着摩尔定律以硅半导体材料为主，逐渐接近其物理极限，具有高电子迁移率的复合半导体，高临界击穿场强度，高导热率，直接能量差距和宽的能量带开始上升，并有望成为超越摩尔定律的方法之一。
随着化合物半导体设备的普及和广泛应用的日益广泛的应用，由于应用需求而引起的化合物半导体设备和模块的包装，提出了新的要求高于要求的同时提高产品可靠性。
