二代、三代半導體材料的發展沒有對硅片在半導體領域的地位造成影響。常見的半導體材料包括以硅、鍺等單元素材料為代表的，奠定微電子產業基礎的第一代半導體，以砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）等化合物材料為代表的第二代半導體，以及以氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等寬禁帶化合物材料為代表的第三代半導體。第二代半導體材料有較好的電子遷移率和帶隙寬度，在微電子和光電子領域、微波功率器件、激光器、二極管等領域應用較廣。第三代半導體材料相比第一代半導體材料，擁有更高的禁帶寬度、更大的飽和電子漂移速度、更高的熱導率和擊穿電場強度等特性，在高溫、高壓、高頻、高功率領域得到廣泛應用，更符合新能源汽車、光伏、風電、高鐵等高壓可靠性領域要求高的領域。
硅材料來源廣泛，將沙石中的二氧化硅經過純化，可制成純度 98%以上的硅，高純度硅經過進一步提純變為純度達到 99.9999999%-99.999999999%（9N-11N）的超純材料用于制作。超純多晶硅在石英坩堝中熔化，并摻入硼、磷等元素改變導電能力，放入籽晶確定晶向，經過單晶生長，制程具有特定電性功能的單晶硅錠。熔體的溫度、提拉速度和籽晶/石英坩堝的旋轉速度決定了單晶硅錠的尺寸和晶體質量，而熔體中的硼、磷等雜質元素的濃度決定了單晶硅錠的電特性。單晶硅錠經過切片、研磨、蝕刻、拋光、外延、鍵合、清洗等工藝步驟，制造成為半導體硅片。
拉單晶是將多晶硅制成單晶硅錠的工序，也是硅片生產流程中的重要一環，主要制備工藝為直拉法和區熔法。直拉法（CZ 法）又稱為切克勞斯基法，工藝成熟且容易生長出大直徑單晶硅，特點是在一個直筒型的熱系統匯總，通過石墨電阻加熱將多晶硅熔化，然后將籽晶插入熔體表面進行熔接，將旋轉的籽晶下降與熔體浸潤接觸，并逐步提升完成拉晶。區熔法（FZ 法）利用熱能在棒料的一端產生一熔區，再熔接單晶籽晶。調節溫度使熔區緩慢地向棒的另一端移動，通過整根棒料，生長成一根單晶，晶向與籽晶的相同。在整個加工過程中，硅棒不與任何容器接觸，避免了坩堝對材料的污染，主要用于制備高純度的晶體。
