Silicium (Si) er det mest almindeligt anvendte halvledermateriale i computerchips og integrerede kredsløb (IC'er) på grund af dets fremragende elektriske egenskaber og relative overflod i jordskorpen. Silicium har en krystallinsk struktur med et gentaget mønster af atomer, og dets elektriske ledningsevne kan kontrolleres præcist ved at tilføje eller fjerne elektroner, en proces kendt som doping. Doping tillader silicium at fungere som en halvleder, hvilket betyder, at det kan lede elektricitet under specifikke forhold.

Båndgabet af silicium, som repræsenterer energiforskellen mellem valensbåndet og ledningsbåndet, er ideelt til transistorer, som er de grundlæggende byggesten i computerchips. Transistorer kan fremstilles ved selektivt at dope silicium for at skabe områder med forskellige elektriske egenskaber, hvilket muliggør omskiftning og forstærkning af elektriske signaler.

Siliciums pålidelighed, lave omkostninger og kompatibilitet med forskellige fremstillingsprocesser har også bidraget til dens udbredte anvendelse i halvlederindustrien. Derudover kan siliciumbaserede enheder fungere ved høje temperaturer og er relativt modstandsdygtige over for stråling og andre miljøfaktorer.

Men efterhånden som teknologien fortsætter med at udvikle sig, og behovet for endnu mindre og kraftigere transistorer opstår, udforskes andre halvledermaterialer, såsom galliumarsenid (GaAs), indiumphosphid (InP) og carbon nanorør (CNT'er), også for specialiserede applikationer.