按半导体材料发展过程，分为四代半导体材料阶段，分别为：
1.第一代半导体材料主要指硅（Si）、锗（Ge）元素的半导体；它们半导体分立器、集成电路和太阳能电池的基础材料；
2.第二代半导体材料包括磷化镓、磷化铟、砷化镓、砷化铟、砷化铝及合金，玻璃半导体、有机半导体材料等；
3.第三代半导体材料主要有碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、氮化铝（AlN）为代表的宽禁带。
4.第四代半导体材料指量子（阱、点、线）、超晶格微结构的半导体材料。
虽然半导体材料一直在探索和研究新的材料，但是其他材料获取成本高，很多都是稀有化合物，硅依然是最普通最实用的芯片材料。
至少在目前为止，硅依然是作为芯片材料最好的选择。为什么这样说呢？
第一，硅是宇宙最广泛存在也是含量最高的一种元素，在地球上含量达到25.7％，所以取之不尽；
其二，硅化学元素周期表是第十四号元素，原子中最外围电子是4，既容易失去电子，有容易得到电子，所以具有导体和绝缘体之间的特性，即半导体特点，说它导电它又不导电，说它不导电它又导电。
其三，硅是一种晶体，也就是说硅原子周围都有四个相邻原子，它们成正四面体结果，即共价键结构，如果在共价键上掺入三价硼原子，那么磷周围势必要借一个电子，才能组成共价键结构，这样掺杂越多，借的电子也越多，这样共价键上因缺少了很多的电子形成空穴即正电荷，这样的半导体依靠来空穴导电，我们称它为p型半导体；
同理如果在硅原子中掺入五价磷原子，磷外围有五个电子，必然要丢掉一个电子即4个电子组成共价键，掺杂的越多丢失电子也越多，我们把这种依靠电子导电的半导体称它为n型半导体，p型n型半导体组合在一起就形成了二极管，三极管，场效应管，还有集成电路等等。
正因为硅原子这些特点，才有了我们今天的电子产品，手机、电视机、电脑等等这些电子产品，归根结底还是硅它神奇的力量，也正因为这些，才有了美国的科技的强大，相信不久之后，我们也会在电子产品上世界武林也有不凡的作为。
芯片一般是用硅半导体制造的，其上的元器件采用扩散工艺制造，元器件的连线一般是铝线。芯片的耐热程度取决于硅半导体的材质、制造工艺以及封装的散热能力，一般核心极限温度在度，当然外壳温度不可能有那么高，否则核心就该融化了。
新型半导体材料
当然到以后科学进步越来越快，将会有更多的新型半导体材料，例如石墨烯就是很好的芯片材料，石墨烯芯片一但研究成功，应用于各行各业，效果将是传统芯片的一千倍！谁掌握了石墨烯芯片制造技术谁将掌握芯片制造未来规则的制定。石墨烯芯片制造技术实际就是在传统芯片材料的一次工业革命！工艺技术的根本就是材料，科技创新就是材料创新。
石墨烯芯片研发我国刚刚起步，在点上有所突破（中科院），还远远达不到应用技术要求。但是，石墨烯芯片研究给我们提供了另外一个突破方向，为摆脱目前紫光级芯片危机，为创出一条芯片创新之路经过半导体材料科技人员的艰苦努力，一定能够开发出属于中国人自己的石墨稀芯片！