矽是一種化學元素，英文名稱Silicon，化學（xué）符號是Si，舊稱矽，原子序（xù）數14，相對原子質量28.0855，密度2.4g/cm?，熔點1414℃，沸點2355℃ ，元素周期表上IVA族的類金屬元素。矽有晶體矽和無定（dìng）形矽兩種同素異形體，晶體矽為鋼灰色，無定形（xíng）矽為黑色，晶體矽屬於原子晶體，硬而有 光澤（zé），有半導體性質。矽的化學性質比（bǐ）較活潑，在高溫下能與氧氣等多種元素化合（hé），不溶於水、硝酸和yan酸（suān），溶於氫氟suan和堿液。它是地殼中 含量僅次於氧的元素。矽（guī）土（又稱二氧化矽）是一類矽酸鹽礦物，也是沙、石英岩以及花崗岩的主要成分。

　　矽在自（zì）然界中分（fèn）布極廣，一（yī）般很少以單質（zhì）的形式出現，主要以二（èr）氧化矽和矽酸鹽的形式存在，地殼中約含27.6%，是地殼中僅次於（yú）氧的第二豐富元 素。主要用來製（zhì）作高純半導體、耐高溫材（cái）料、光導纖維通信材料、有機（jī）矽化合物、合金等，被廣（guǎng）泛應用於航空航（háng）天、電（diàn）子電氣、建築、運輸、能 源、化工、紡織、食品、輕工、醫療、農業等行業。

　　國外專家Mietek Jaroniec表述了矽是如何深刻（kè）地影響著我們生活的方方麵麵，無論是在各種材料中與其他元素（sù）化合的矽（guī），還是用來（lái）製作電子器件 的高純矽，又或者是更（gèng）新形式的‘黑矽’。

　　矽，是地殼中含量僅次於氧的（de）元素。矽土（又稱二氧化矽）是一類矽酸鹽礦物，也是沙、石英岩以及（jí）花崗（gǎng）岩的主要成分；盡管大約（yuē）75%的地球都由 矽土組成，但矽單質在（zài）自然界中卻很少見且直到19世紀才為人所知。其實，不純的非晶形（xíng）矽可能最早（zǎo）在1811年便（biàn）由（yóu）Gay-Lussac和Thenard通過加熱 鉀和四氟化矽得到，然而（ér），說（shuō）起矽元素，人們還是會將其發現歸功於Berzelius，因為是他在1824年將通過上述方法（fǎ）所得的矽進（jìn）一步潤洗提純而（ér）得 到了純矽。如今已經可（kě）以利用電爐加熱（rè）矽土與碳的（de）混合物至遠（yuǎn）遠高於矽熔點（1,414 °C）的溫度（1,900-2,350 °C）來實現矽的大規模生產。

　　矽穀：激光照射過的矽表麵掃描電子電鏡圖像（插圖（tú））與美（měi）國猶他州布萊斯（sī）峽穀國家公（gōng）園一角非常相似。

　　據美國地質調查所指出，截至2007年，全世界包括（kuò）合（hé）成矽在內的純矽存儲量已經超過了50萬噸，這足以顯示其（qí）對當今科技的重要性。其中超過90% 的矽用（yòng）來製造含矽化學品及（jí）合金。比如常用於汽車行業（yè）富鋁（lǚ）合金，以及被廣泛用作潤滑油、樹脂（zhī）、橡膠或者密封膠的矽脂（特征為含有（yǒu）矽氧鍵和 矽碳鍵）。而以（yǐ）沙子形式存在的二氧化矽則是玻璃和混凝土這些最常用的材料的基礎原料。氣凝膠，由於（yú）其體積的90%都被孔洞所（suǒ）占據，屬於極輕 的二氧化（huà）矽形式，因此是非常有效的絕緣材料。

　　這些應用固（gù）然（rán）非常重要，但矽（guī）對當今科技和（hé）生活方式產生的最（zuì）深刻的影響卻要歸於其整體儲量中的一小部分（fèn）（約5%），即用於包括電腦芯片、功 率（lǜ）晶體管、太陽能電池以及液晶顯示器和半導體探測器等各種電子器件中的（de）高純矽。而矽集成電路的微型（xíng）化也使得微電子學有了（le）長足的（de）進步，這 一領域（yù）正在進一步（bù）向納電子學進軍。另外多（duō）孔矽由於其發光特性以及巨大的表麵積也促進了一係列傳感器的發展。微電子器件（jiàn）所（suǒ）需要的高純矽的 製備過程較為繁瑣，通（tōng）常涉及到由粗（cū）金屬矽到氯矽（guī）烷的轉變（含有矽（guī）氯鍵（jiàn）的化（huà）合物），經過分離提純後（hòu）由氫還原成多晶矽，再製成矽（guī）晶（jīng）圓（光滑 的薄（báo）盤）。

　　矽化學的豐富多彩令人驚歎，且（qiě）這一領域還在（zài）不（bú）斷湧現出新的發現。盡管1克沙粒的表麵積非（fēi）常小（xiǎo），但相（xiàng）同質量、擁有可及納米級（jí）（約3 nm）孔（kǒng）隙的矽膠粒子，其內表麵積可以輕易超（chāo）過（guò）1000平方米（大約一個奧林（lín）匹克遊泳池的表麵積）。這種具有有序納米孔隙的顆粒是在表麵（miàn）活性劑模板存 在的條件下合成的，這一合成策略為納米材料的發展提供了（le）無限可能，比如納米多孔矽膠顆粒可（kě）以用於催化、分離、環境清理、藥物（wù）釋放以及（jí）納 米科技等各領域。

　　提及（jí）矽膠製品，就不（bú）得不來談一談由各種海洋生物大規模生產的、具有納米（mǐ）級精度的氧（yǎng）化（huà）矽（guī）材料。對大自然中的（de） “生物矽化作用”的理解，將會為新 型矽基材料的環境（jìng）友好合成提（tí）供無限潛能，並將最終促使生物傳感器、生物催化以及現在（zài）被稱為“矽生物（wù）技術”的生物分子工程學的發展。

　　另一驚人而具有科（kē）技前景的發現體現了揭（jiē）示微納結構的重要性。1998年，哈佛大學的Mazur團隊報道了利用飛秒激光脈（mò）衝在含硫氣體存在情（qíng）況下照 射矽晶片會使其（qí）光滑表麵變成一個尖峰林立的微（wēi）觀森林，與（yǔ）美國猶他（tā）州布萊斯峽穀國家公園非（fēi）常相似（如圖）。通常，矽表麵會將大部分光反射 ，但“黑矽”卻（què）通過將可見光捕獲在尖峰之間而大大增強了對可見（jiàn）的吸收性能，這使其在（zài）太陽能電池中的應用更有（yǒu）前景。黑矽也可以吸收波長（zhǎng）為 2500 nm的紅外輻射（shè），因此，黑矽在光（guāng）電中全（quán）新的應用也非常（cháng）值得期待。這一事例說明，盡管矽發現已有200年，至今仍可以使我們驚歎。

　　還有一些科學家指出，氧元素可能是地球內部的主要組成部分。先前一個國際研究小組使用地震數據、實驗室數據和理論（lùn）計（jì）算證明地球內部存（cún）在氧元素。結果表明，氧元（yuán）素占外核質量的3.7%。

　　此外（wài），該研究團隊還指出，外核還含有1.9%的（de）矽元素，但（dàn）並無碳或硫元素。

　　很明顯，有關地核的輕元素還需要更深入的研究。

　　盡管無法對地核直接進行研究，但科學家能從側麵（miàn）去了解地核的組成（chéng），這（zhè）也能進一步促進我們對地球形成的理解。

　　我國矽行業發展曆程：

　　我國工業矽的發展始於1957年，在當時蘇聯幫助下在遼寧（níng）建成投產（chǎn）了（le）采用單相雙電極（jí）爐的第一個生產單位。1960年以後（hòu），我國（guó）開始自行（háng）設計建設 單相和三相電極工業矽爐。從上世（shì）紀60年（nián）代初至70年代末，先後在遼寧、河北、江蘇、上海、天津、河南、青海、貴州等省區建成投產了十幾個 生產單位，形成了近（jìn）2萬t/a的生產能力。這一階段，我（wǒ）國的工業矽（guī）生產處於國內自產（chǎn）自用，能夠達到自給自足的狀態（tài）。

　　1980年以後，我國的工業矽開（kāi）始出口，隨著出口量的迅速增加，生產企業數量迅速增漲。到80年代末，我國的工業矽企（qǐ）業達到約300家。1989年的 政治風波，使我國的工業（yè）矽生產（chǎn）遭受（shòu）一次重大挫折，之（zhī）後的幾年，我國的工業矽企業關停或轉產了一半以上。上世紀90年代中期，世界工業矽出 現了短暫的供（gòng）不應求，價（jià）格上揚，我國的工業矽企業又有一些（xiē）恢複生（shēng）產，還有一些單位新建或增（zēng）建了工（gōng）業（yè）矽爐。90年代後期，受國際市場工業矽 價格下滑和亞洲（zhōu）金屬危機等因素影響，我國東北、華北、西北（běi）、華（huá）東等地（dì）區（qū）的一些工業矽企業又有一批停產或（huò）轉產，同時（shí）在電力供應充足，且電 價較（jiào）低的貴（guì）州、雲南、四（sì）川等省區又（yòu）新建了一批工業（yè）矽企業。

　　進入21世紀以來，隨著（zhe）我（wǒ）國各地區能（néng）源和原材料供應狀（zhuàng）況和價（jià）格的不斷變化，不適合繼續生產的企業（yè）被迫關停（tíng），而具有能（néng）源等供應（yīng）優（yōu）勢地區的新 建工業矽企業的建設，仍在（zài）不（bú）斷進行著。2004年以來，國家對一些資源性產品行（háng）業出台了一係列宏觀調控（kòng）政策，工業矽行業（yè）是（shì）被（bèi）國家宏觀調控的 行業之一。近幾年來工業矽企業又麵臨著新的考驗和（hé）抉擇。1957年（nián）至今，經過50多年的發展，我國（guó）建成投產的工業矽企（qǐ）業達到600家以上，目前仍（réng） 在生產的企業有200家以上，擁有生產能（néng）力（lì）達到200萬t/a以上，實（shí）際年產量早已超過100萬（wàn）t。