半导体材料可分为单质半导体及化合物半导体两类，前者如硅（Si）、锗 (Ge）等所形成的半导体，后者为砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）等化合物形成。以砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）为代表的第二、三代化合物半导体新材料有望受益新能源、5G大趋势到来。
物理极限是硅材料限制所在。过去几十年半导体都是以硅材料为基础的工艺发展起来，在半导体工艺演进到28nm以下时，随着晶体管尺寸的缩小，源极和栅极间的沟道也在不断缩短，当沟道缩短到一定程度的时候，量子隧穿效应就会变得极为容易，现有的CMOS工艺已经逐渐接近硅基材料的物理极限，目前主流观点认为硅基材料的物理极限在5nm。一直以来依靠等比缩小驱动的集成电路技术发展模式将面临难以逾越的障碍，未来半导体技术要实现质的突破将转向依靠材料的创新。
参考观研天下发布《2018-2024年中国半导体行业市场产销态势分析及投资发展趋势研究报告》
三大化合物半导体材料中，由于GaAs产业化较早，目前占比最大，主要用于通讯领域，全球市场容量70-80亿美元，主要受益通信射频芯片升级尤其是PA（poweramplifier，功率放大器）驱动；GaN大功率、高频性能更出色，主要应用于军事领域和新能源汽车充电器、逆变器；SiC 可用与大功率高频功率半导体器件如IGBT和MOSFET，被广泛用于交流电机、变频器、照明电路、牵引传动领域。
物理极限是硅材料限制所在。过去几十年半导体都是以硅材料为基础的工艺发展起来，在半导体工艺演进到28nm以下时，随着晶体管尺寸的缩小，源极和栅极间的沟道也在不断缩短，当沟道缩短到一定程度的时候，量子隧穿效应就会变得极为容易，现有的CMOS工艺已经逐渐接近硅基材料的物理极限，目前主流观点认为硅基材料的物理极限在5nm。一直以来依靠等比缩小驱动的集成电路技术发展模式将面临难以逾越的障碍，未来半导体技术要实现质的突破将转向依靠材料的创新。
图表：三代半导体材料的性能及应用对比
图表：三代主要半导体材料物理性质的对比
三大化合物半导体材料中，由于GaAs产业化较早，目前占比最大，主要用于通讯领域，全球市场容量70-80亿美元，主要受益通信射频芯片升级尤其是PA（poweramplifier，功率放大器）驱动；GaN大功率、高频性能更出色，主要应用于军事领域和新能源汽车充电器、逆变器；SiC 可用与大功率高频功率半导体器件如IGBT和MOSFET，被广泛用于交流电机、变频器、照明电路、牵引传动领域。
图表：Ga N 落地场景
图表：Si C 半导体应用领域
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