Krzem jest preferowany w stosunku do germanu, przede wszystkim ze względu na jego doskonałą stabilność termiczną i szerszy zakres temperatur roboczych. Półprzewodniki krzemowe mogą wytrzymać wyższe temperatury w porównaniu do germanu bez znaczącego pogorszenia wydajności. Ta cecha ma kluczowe znaczenie w przypadku urządzeń półprzewodnikowych stosowanych w różnych zastosowaniach, w których niezawodność i trwałość są niezbędne, na przykład w układach scalonych (IC), ogniwach słonecznych i energoelektronice. Ponadto krzem ma lepszą wytrzymałość mechaniczną i jest mniej podatny na uszkodzenia spowodowane naprężeniami mechanicznymi w porównaniu z germanem, co czyni go bardziej odpowiednim do masowej produkcji i różnorodnych zastosowań półprzewodników.
Krzem i german są stosowane głównie jako półprzewodniki ze względu na ich strukturę atomową, dzięki czemu nadają się do kontrolowania przewodności elektrycznej. Obydwa pierwiastki mają strukturę krystaliczną, która pozwala im przewodzić prąd w określonych warunkach, na przykład po dodaniu określonych zanieczyszczeń w celu utworzenia materiałów półprzewodnikowych typu p i n. Ta właściwość stanowi podstawę urządzeń półprzewodnikowych, takich jak diody, tranzystory i układy scalone, które są podstawowymi elementami nowoczesnej elektroniki. Możliwość selektywnej kontroli przewodności poprzez domieszkowanie sprawia, że krzem i german są niezbędne w produkcji półprzewodników.
W fotodetektorach i urządzeniach fotowoltaicznych (PV) preferowany jest krzem zamiast germanu, głównie ze względu na jego niższą wrażliwość na zmiany temperatury i lepszą reakcję na długości fal podczerwieni. Fotodetektory i ogniwa słoneczne na bazie krzemu wykazują wyższą wydajność i stabilność w szerszym zakresie temperatur w porównaniu z germanem. Ta zaleta ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach, w których niezbędna jest stała wydajność w zmiennych warunkach środowiskowych, takich jak pozyskiwanie energii słonecznej i systemy komunikacji optycznej. Co więcej, krzem występuje powszechnie, jest opłacalny i kompatybilny z istniejącymi procesami produkcji półprzewodników, co czyni go bardziej praktycznym w przypadku produkcji urządzeń fotonicznych na dużą skalę.
Główne wady germanu w porównaniu z krzemem obejmują niższą stabilność termiczną, węższy zakres temperatur roboczych i wyższe koszty produkcji. Półprzewodniki germanowe są bardziej podatne na niestabilność cieplną w podwyższonych temperaturach, co ogranicza ich zastosowanie w urządzeniach dużej mocy i środowiskach wymagających niezawodnej pracy przez dłuższy czas. Ponadto german występuje rzadziej i jest droższy w rafinacji i przetwarzaniu w porównaniu z krzemem, co wpływa na możliwość jego powszechnego zastosowania w produkcji półprzewodników. Czynniki te przyczyniają się do dominacji krzemu w przemyśle półprzewodników, pomimo wcześniejszego, historycznego zastosowania germanu.
German wykazuje wyższą przewodność elektryczną niż krzem, głównie ze względu na węższe pasmo wzbronione i wyższe wewnętrzne stężenie nośnika w temperaturze pokojowej. Wewnętrzne stężenie nośnika odnosi się do liczby wolnych elektronów i dziur dostępnych do przewodzenia w materiale półprzewodnikowym bez domieszkowania zewnętrznego. Węższe pasmo wzbronione germanu umożliwia przejście większej liczby elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa w temperaturze pokojowej, co skutkuje wyższą przewodnością w porównaniu z krzemem. Ta właściwość sprawia, że german nadaje się do niektórych specjalistycznych zastosowań, gdzie wysoka przewodność i unikalne właściwości elektroniczne są korzystne, pomimo jego ograniczeń w porównaniu z krzemem w głównym nurcie technologii półprzewodników.