可以这么说，在电子或电力系统中器件的发展或进步的基础是材料。新材料是高性能器件的核心，而目前半导体器件材料发展的重点是“宽能隙或宽禁带材料”，后面我们会接触到关于禁带的物理含义。其中碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）材料比硅（Si）材料有更好的性能，比如在制成的半导体开关器件方面，碳化硅比硅基材料具有更低的导通和开关损耗、更高耐热温度和更好的导热性，而半导体器件的发展主要依托了三代半导体材料的出现，如下是材料、器件和系统的递进关系图，当然电力电子系统的构成是复杂的，这里我们只是做一种简化递进。
<递进关系示意图>
我们分别对第一代、第二代和第三代半导体材料的器件做一个简述，目的是让大家清楚它们的应用范围：
第一代以锗（Ge）和硅（Si）为代表，尤其是硅基（Silicon Based）半导体器件得到了最为广泛的应用，从低压到高压、从信号级到大容量功率级、从无源被动器件到有源可控器件无处不在，而在功率系统中，由于技术成熟度、成本等因素，硅基器件依然是具有无可替代的地位，如硅基的二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等；
第二代以砷化镓（GaAs）等代表，主要用以发光半导体器件的制造，例如光耦器件发光二极管常用的铝砷化镓（AlGaAs）和磷砷化镓（GaAsP）等，这些器件的发光二极管材质在多数器件手册中都有说明；
<光耦器件示意图>
第三代是以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的宽禁带半导体（Wide Band Semiconductor）材料，它们具有更高的耐温、更高的击穿场强、更高的电子饱和漂移速度等优点，目前尤其是以SiC为基础的功率半导体器件，从二极管到场效应管MOSFET已经得到了大量的应用。
从硅基（Silicon Based）到碳化硅基（Silicon Carbide Based）不仅是材料巨大的进步，而且在电力电子领域，是电力半导体器件质的飞越，改变了器件的构成的基础，使得电力系统更加优化，如高频化带来的无源滤波元件电感器和电容器尺寸的减小，耐高压带来对系统拓扑的简化等。如下是来自Cree相关文献，碳化硅基器件对硅基器件的拓扑做了简化，使得控制和拓扑简单化，这样也提高了系统的可靠性。
<碳化硅器件对电力电子拓扑的简化>