Le gallium est un métal dispersé rare et peu abondant, à très bas point de fusion ; il ne forme presque jamais son propre minerai et est surtout extrait comme sous-produit de la liqueur Bayer de l'affinage de l'alumine, mais il sous-tend toute l'industrie des semi-conducteurs composés. Son plus gros usage est dans les plaquettes d'arséniure de gallium (GaAs) et de nitrure de gallium (GaN) : le GaAs alimente les amplificateurs de puissance RF, les stations de base cellulaires et les puces de communication par satellite, avec des performances haute fréquence supérieures au silicium, tandis que le GaN rend possibles les chargeurs rapides, les stations de base 5G et le lidar, avec une densité de puissance et un rendement bien supérieurs aux dispositifs au silicium classiques. Dans les LED, les puces bleues à base de GaN sont le cœur électroluminescent des LED blanches, qui, avec les phosphores, fournissent un éclairage et des affichages éconergétiques. Dans le solaire, les cellules GaAs multi-jonctions servent sur les satellites et les sondes spatiales et devancent toutes les technologies photovoltaïques en rendement de conversion. Le gallium entre aussi dans les lentilles optiques infrarouges, les alliages à bas point de fusion et les traceurs de médecine nucléaire — un exemple classique de métal stratégique « goulot » consommé en petites quantités.
L'arséniure de gallium (GaAs) est le matériau fleuron des semi-conducteurs composés de deuxième génération, utilisé dans les dispositifs RF, les diodes laser et les cellules solaires GaAs, et est irremplaçable dans les satellites, les téléphones mobiles et les communications optiques. Le nitrure de gallium (GaN) est un semi-conducteur à large bande interdite qui constitue le matériau de cœur des LED bleues, des dispositifs de puissance à charge rapide et des amplificateurs RF 5G, la demande s'emballement ces dernières années avec la montée en échelle des chargeurs GaN et des puces de station de base. L'oxyde de gallium (Ga2O3) est un semi-conducteur oxyde à ultra-large bande interdite émergent, qui suscite un fort intérêt pour les détecteurs solaires-aveugles UV profonds et les dispositifs de puissance. L'arséniure d'indium gallium (InGaAs) est un important semi-conducteur composé ternaire utilisé dans les détecteurs et lasers pour communications à fibre optique et comme surface photosensible des imageurs de vision nocturne infrarouge, ce qui en fait un matériau clé des communications optiques et des équipements infrarouges.
