化合物半導體具有物理特性優勢。化合物半導體物理特性具有獨特優勢。半導體材料領域共經歷三個發展階段：第一階段是以硅、鍺為代表的 IV 族半導體；第二階段是以 GaAs 和 InP 為代表的 III-V 族化合物半導體，其中 GaAs 技術發展成熟，主要用于通訊領域；第三階段主要是以 SiC、GaN 為代表的寬禁帶半導體材料。硅材料技術成熟，成本低，但是物理性質限制了其在光電子、高頻高功率器件和耐高溫器件上的應用。相比硅材料，化合物半導體材料在電子遷移速率、臨界擊穿電場、導熱能力等特性上具有獨特優勢。
GaAs 主導 sub-6G 5G 手機射頻。具體而言，GaAs 在 5G 手機射頻和光電子領域占據主導地位。GaAs 是最為成熟的化合物半導體，具有較高的飽和電子速率及電子遷移率，使得其適合應用于高頻場景，在高頻操作時具有較低的噪聲；同時因為 GaAs 有比 Si 更高的擊穿電壓，所以砷化鎵更適合應用在高功率場合。因為這些特性，砷化鎵在sub-6G 的 5G 時代，仍然將是功率放大器及射頻開關等手機射頻器件的主要材料。根據 Qorvo 報告，5G 手機中射頻開關從 4G 手機的 10 個增加至 30 個、功率放大器平均單機價值從 4G 手機的 3.25 美元增加至 7.5 美元，這些都帶動砷化鎵器件市場規模的增長。GaAs 的另一個優點是直接能隙材料，所以可以制作 VCSEL 激光器等光電子器件，在數據中心光模塊、手機前置 VCSEL 3D感應、后置 LiDAR 激光雷達等應用帶動下，光電子器件是砷化鎵器件增長的另外一個重要驅動因素。
GaN 在 5G 宏基站射頻 PA的大發展。相較于 Si 和 GaAs 的前兩代半導體材料，GaN 和 SiC 同屬于寬禁帶半導體材料，具有擊穿電場強度高、飽和電子漂移速度高、熱導率大、介電常數小等特點，具有低損耗和高開關頻率的特點，適合于制作高頻、大功率和小體積高密度集成的電子器件。GaN 的市場應用偏向微波器件領域、高頻小電力領域（小于 1000V）和激光器領域。相比硅 LDMOS（橫向雙擴散金屬氧化物半導體技術）和 GaAs 解決方案，GaN 器件能夠提供更高的功率和帶寬，并且GaN 芯片每年在功率密度和封裝方面都會取得飛躍，能比較好的適用于大規模MIMO 技術，GaN HEMT（高電子遷移率場效晶體管）已經成為 5G 宏基站功率放大器的重要技術。目前在宏基站上 GaN 主要采用使用 SiC 襯底（GaN onSiC），由于 SiC 作為襯底材料和 GaN 的晶格失配率和熱失配率較小，同時熱導率高，更容易生長高質量的 GaN 外延層，能滿足宏基站高功率的應用。
