随着半导体器件的尺度越来越小，器件的工作机理也变得愈加复杂，半导体器件的制造设备的经济成本和时间成本也越来越高，这使得在面对各种新工艺、新材料、新结构的优选过程中，使用传统的制造-测试-修改的流程显得盲目、昂贵，因而不够现实。与昂贵的半导体工艺设备相比，计算机的快速发展，使得计算资源的成本显得越来越微不足道，利用计算机进行模拟成为工程技术人员很好的选择。从而计算电子学随着计算机的快速进步而成为不断发展的学科。
计算电子学在半导体器件中通过对载流子输运的物理模拟，获取器件电学特性。在这种模拟中，一方面提供足够的物理细节，另一方面尽量减少模拟时间。利用科学计算技术，在量子物理、固体物理、半导体物理和微电子学之间架起一座桥梁，在科学理论和工程应用之间起到沟通作用。由于半导体器件为集成电路和信息技术提供基础和依托，利用计算机对半导体器件研究的计算电子学已成为半导体器件研究中的重要组成部分。
用计算机进行模拟的计算电子学，不但能够在实验之前给出指导方向，对与现有器件工作原理迥异的新型器件作出预测，还能够获取一些实践中难以测量的物理量和特性。从而可以利用模拟减小预研周期，快速部署实施新技术、新工艺。在半导体器件的新工艺、新材料、新结构的探索中，计算电子学的意义在于：
（1）对可能遇到的情况进行预测；
（2）对遇到的问题提供诊断和解决方案；
（3）提供本源层次的深度物理解析；
（4）对复杂问题和现象提供深刻描述；
（5）减小预研周期，加快市场部署。
