硅和锗是两种非常“古老”的半导体材料，它们已为人类社会的发展作出了巨大的贡献，目前超过 90%的集成电路和分立器件都是基于硅/锗基器件的。随着集成电路技术的持续发展，对高性能硅/锗基器件的需求还在持续增长。因此对硅/锗基器件、尤其是电子器件的研究仍有极大的空间。7 纳米技术节点以后的集成电路技术，将仍然主要依靠硅和锗基器件。此外，除了传统的场效应晶体管的应用，硅/锗基器件在光电子器件、甚至存储器件领域也已展示出一定的应用前景和潜力在 10 纳米以后很长时间的多个技术节点，虽然器件结构可能是 FinFET，GAA (gate-all-around)，NW（纳米线）和FDSOI (全耗尽型绝缘层上硅)中的一种，但是晶体管核心部分（沟道）的材料将仍然是硅、硅锗或锗。随着对器件性能要求的不断提高，器件特性的深层次实验和理论研究都变得越来越重要，其中涉及到器件和材料相关的诸多基础科学问题。比如：芯片中器件集成度和性能越来越高，这就意味着功率密度在急剧增加，单个器件乃至整个 芯片如何有效散热成了亟待解决的问题。此外，集成电路已处于高速（GHz）、新材料、新结构的时代，器件的电学特性也变得更为复杂

硅材料作为最重要的半导体材料支撑着以硅晶体管为核心的集成电路的发展，不断推进计算技术进步。半个多世纪以来，集成电路的发展一直遵循摩尔定律。然而，时至今日，摩尔定律的失效已近在咫尺，即集成电路的集成度已经逼近极限，导致基于集成电路的冯？诺依曼计算的发展已经明显放缓。这为我国在冯？诺依曼计算方面的技术追赶提供了良好机遇。为了抓牢这一机遇，我国目前正在一系列的“卡脖子”工程上努力。其中在硅材料方面，纯度达到 11 个 9 的电子级多晶硅料的生产能力已经初步具备。同时，主流的 12英寸和 8 英寸硅片的生产能力有望在近期得到明显提升。硅片生产的一个关 键是硅单晶的生长，大直径、可控的缺陷密度、均匀的径向掺杂以及氧含量优化等是今后硅晶体生长研究的重点