Semih, aynı yıl Japonya'da düzenlenen 2006 FIBA Dünya Basketbol Şampiyonası'nda ilk kez A millî takım formasını giydi ve maç başına 2.2 sayı, 2.3 ribaund ortalamalarıyla oynadı. 2006'dan sonra sürekli A millî takım kadrosunda yer bulamaya başladı ve Türkiye'nin en sahipliği yaptığı 2010 FIBA Dünya Basketbol Şampiyonası'nda takımıyla gümüş madalya kazandı. EuroBasket 2011 Avrupa Basketbol Şampiyonası ve 2014 FIBA Basketbol Dünya Kupası'nda kadroda yer almadı. 2015 Avrupa Basketbol Şampiyonasında millî takım ikinci tur'da Fransa'ya yenilip elenirken Semih, turnuvada oynadığı altı karşılaşmada maç başına 13.2 sayı ve 4.3 ribaund ortalamalarıyla oynayarak millî takım kariyerinde bir turnuvadaki en iyi bireysel performansını sergiledi.