硅(gui)是(shi)一種化學元素，英文(wen)名稱(cheng)(cheng)Silicon，化學符號是(shi)Si，舊稱(cheng)(cheng)矽，原子(zi)(zi)序數14，相(xiang)對原子(zi)(zi)質(zhi)量28.0855，密(mi)度2.4g/cm?，熔(rong)點1414℃，沸點2355℃ ，元素周(zhou)期(qi)表上IVA族的類金(jin)屬(shu)元素。硅(gui)有晶體(ti)(ti)硅(gui)和(he)無(wu)定形硅(gui)兩種同素異(yi)形體(ti)(ti)，晶體(ti)(ti)硅(gui)為鋼(gang)灰色，無(wu)定形硅(gui)為黑色，晶體(ti)(ti)硅(gui)屬(shu)于(yu)原子(zi)(zi)晶體(ti)(ti)，硬而有 光澤(ze)，有半導(dao)體(ti)(ti)性質(zhi)。硅(gui)的化學性質(zhi)比較活(huo)潑，在高溫下(xia)能與(yu)氧氣等多種元素化合，不(bu)溶于(yu)水、硝酸和(he)yan酸，溶于(yu)氫氟suan和(he)堿液(ye)。它是(shi)地殼中(zhong) 含量僅次(ci)于(yu)氧的元素。硅(gui)土（又稱(cheng)(cheng)二氧化硅(gui)）是(shi)一類硅(gui)酸鹽礦物(wu)，也是(shi)沙(sha)、石英巖(yan)以及花崗巖(yan)的主要(yao)成分。

　　硅在自然(ran)界中(zhong)分布極(ji)廣(guang)，一(yi)般很少以(yi)(yi)單質的形式出現，主要以(yi)(yi)二氧化硅和硅酸鹽的形式存在，地殼中(zhong)約(yue)含27.6%，是地殼中(zhong)僅次于氧的第二豐富(fu)元 素(su)。主要用來制作(zuo)高(gao)純半導體、耐高(gao)溫材料、光導纖維通(tong)信(xin)材料、有(you)機硅化合物、合金等，被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用于航(hang)空航(hang)天(tian)、電(dian)子電(dian)氣、建筑、運輸(shu)、能 源、化工、紡織、食品、輕工、醫療、農業等行業。

　　國外專家Mietek Jaroniec表述了硅是(shi)如何深刻地影響著(zhu)我們生活的(de)方方面(mian)面(mian)，無(wu)論是(shi)在各種材料中與其他(ta)元素化合的(de)硅，還是(shi)用來(lai)制作電子器件(jian) 的(de)高純(chun)硅，又或者是(shi)更(geng)新形式的(de)‘黑(hei)硅’。

　　硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)，是(shi)地殼中(zhong)含量僅次于(yu)氧(yang)的(de)(de)元(yuan)素。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)土(tu)（又稱二(er)氧(yang)化(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)）是(shi)一類(lei)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)酸鹽礦物，也是(shi)沙(sha)、石英巖(yan)(yan)以及花崗巖(yan)(yan)的(de)(de)主要成分；盡(jin)管(guan)大約75%的(de)(de)地球(qiu)都由(you) 硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)土(tu)組成，但(dan)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)質在自然(ran)界中(zhong)卻很少見且直到19世紀(ji)才為人所(suo)知。其(qi)實(shi)，不(bu)純的(de)(de)非晶形硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)可(ke)能(neng)最早在1811年(nian)便由(you)Gay-Lussac和(he)Thenard通過加熱(re) 鉀和(he)四氟化(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)得到，然(ran)而，說起(qi)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)元(yuan)素，人們(men)還是(shi)會將其(qi)發現歸功(gong)于(yu)Berzelius，因為是(shi)他在1824年(nian)將通過上述方法(fa)所(suo)得的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)進一步潤洗提純而得 到了純硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)。如今已經可(ke)以利用電爐加熱(re)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)土(tu)與碳的(de)(de)混合物至遠遠高于(yu)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)熔點（1,414 °C）的(de)(de)溫度（1,900-2,350 °C）來實(shi)現硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)的(de)(de)大規模生產。

　　硅谷：激光照射過的硅表面(mian)掃(sao)描電(dian)子(zi)電(dian)鏡(jing)圖像（插圖）與美國猶他(ta)州布萊斯峽谷國家公園一角非常相似。

　　據美(mei)國地質調查所(suo)指出(chu)，截至2007年，全世界(jie)包(bao)括合(he)成硅(gui)在內的純硅(gui)存儲量已(yi)經(jing)超(chao)過(guo)(guo)了50萬噸，這(zhe)足以顯示其(qi)對當今科(ke)技的重要性。其(qi)中(zhong)超(chao)過(guo)(guo)90% 的硅(gui)用(yong)來(lai)制造含硅(gui)化學品及(ji)合(he)金。比如常(chang)用(yong)于(yu)汽車(che)行業富鋁合(he)金，以及(ji)被(bei)廣(guang)泛用(yong)作潤滑油(you)、樹脂、橡膠或者密(mi)封膠的硅(gui)脂（特征為含有硅(gui)氧(yang)鍵(jian)和 硅(gui)碳鍵(jian)）。而以沙子形式存在的二(er)氧(yang)化硅(gui)則是玻璃和混凝(ning)(ning)土(tu)這(zhe)些最常(chang)用(yong)的材料的基礎原料。氣凝(ning)(ning)膠，由于(yu)其(qi)體積的90%都被(bei)孔(kong)洞(dong)所(suo)占(zhan)據，屬于(yu)極輕 的二(er)氧(yang)化硅(gui)形式，因此是非(fei)常(chang)有效的絕緣材料。

　　這(zhe)些應用(yong)固然非(fei)常(chang)(chang)重要，但(dan)硅(gui)(gui)對當今科(ke)技和生活方式產生的(de)(de)最深(shen)刻(ke)的(de)(de)影響卻要歸于其整體(ti)儲(chu)量中(zhong)的(de)(de)一小部分（約5%），即用(yong)于包括電(dian)(dian)腦芯(xin)片(pian)、功 率晶(jing)(jing)體(ti)管、太陽(yang)能電(dian)(dian)池以(yi)及液(ye)晶(jing)(jing)顯示器和半導體(ti)探測器等各種電(dian)(dian)子器件中(zhong)的(de)(de)高(gao)純硅(gui)(gui)。而硅(gui)(gui)集成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路的(de)(de)微(wei)型化也(ye)使得微(wei)電(dian)(dian)子學(xue)(xue)有了長足的(de)(de)進步，這(zhe) 一領域正在進一步向(xiang)納電(dian)(dian)子學(xue)(xue)進軍(jun)。另外多孔硅(gui)(gui)由(you)于其發光特性以(yi)及巨大的(de)(de)表面積也(ye)促進了一系列(lie)傳感器的(de)(de)發展。微(wei)電(dian)(dian)子器件所需要的(de)(de)高(gao)純硅(gui)(gui)的(de)(de) 制備過程較為繁瑣(suo)，通常(chang)(chang)涉及到由(you)粗金屬硅(gui)(gui)到氯硅(gui)(gui)烷(wan)的(de)(de)轉變（含有硅(gui)(gui)氯鍵的(de)(de)化合物），經(jing)過分離提純后由(you)氫還原成(cheng)(cheng)多晶(jing)(jing)硅(gui)(gui)，再制成(cheng)(cheng)硅(gui)(gui)晶(jing)(jing)圓（光滑(hua) 的(de)(de)薄盤）。

　　硅化學的豐富多彩令人驚嘆，且這一領域還在不斷涌現出新的發現。盡管1克沙粒的表面積非常小，但相同質量、擁有可及納米級（約3 nm）孔隙的硅膠粒子，其內表面積可以輕易超過1000平方米（大約一個奧林匹克游泳池的表面積）。這種具有有序納米孔隙的顆粒是在表面活性劑模板存 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無限可能，比如納米多孔硅膠顆粒可以用于催化、分離、環境清理、藥物釋放以及納 米科技等各領域。

　　提及硅膠制品，就不得不來談一談由各種海洋生物大規模生產的、具有納米級精度的氧化硅材料。對大自然中的 “生物硅化作用”的理解，將會為新 型硅基材料的環境友好合成提供無限潛能，并將最終促使生物傳感器、生物催化以及現在被稱為“硅生物技術”的生物分子工程學的發展。

　　另一驚人而具有科技(ji)前(qian)景的(de)(de)發(fa)現(xian)體(ti)(ti)現(xian)了揭示微(wei)納(na)結構的(de)(de)重要性(xing)。1998年(nian)(nian)，哈(ha)佛大(da)學的(de)(de)Mazur團隊(dui)報(bao)道了利用(yong)飛秒激光(guang)(guang)脈沖在(zai)(zai)含硫氣體(ti)(ti)存在(zai)(zai)情況(kuang)下照 射硅(gui)晶片會使其光(guang)(guang)滑表面(mian)變(bian)成一個尖(jian)峰林立的(de)(de)微(wei)觀森林，與美國猶(you)他州布萊斯峽(xia)谷國家公園(yuan)非常相似（如圖）。通常，硅(gui)表面(mian)會將(jiang)(jiang)大(da)部(bu)分(fen)光(guang)(guang)反(fan)射 ，但“黑硅(gui)”卻(que)通過將(jiang)(jiang)可(ke)見光(guang)(guang)捕(bu)獲(huo)在(zai)(zai)尖(jian)峰之間而大(da)大(da)增強了對(dui)可(ke)見的(de)(de)吸收性(xing)能(neng)，這使其在(zai)(zai)太陽(yang)能(neng)電池中的(de)(de)應(ying)用(yong)更有前(qian)景。黑硅(gui)也(ye)可(ke)以吸收波長為 2500 nm的(de)(de)紅外輻射，因此，黑硅(gui)在(zai)(zai)光(guang)(guang)電中全新的(de)(de)應(ying)用(yong)也(ye)非常值得期待(dai)。這一事例說明(ming)，盡管硅(gui)發(fa)現(xian)已(yi)有200年(nian)(nian)，至今仍(reng)可(ke)以使我們驚嘆。

　　還有一(yi)些科(ke)學家指出，氧(yang)(yang)元素(su)(su)可能是地球內(nei)部(bu)的主要組成部(bu)分。先前一(yi)個國際研究小(xiao)組使用地震數據、實驗室(shi)數據和理(li)論(lun)計算(suan)證明地球內(nei)部(bu)存在氧(yang)(yang)元素(su)(su)。結果(guo)表明，氧(yang)(yang)元素(su)(su)占外(wai)核(he)質量的3.7%。

　　此外，該(gai)研究團隊還指出，外核還含有1.9%的硅元素，但并無碳或硫元素。

　　很明顯，有關地核的輕(qing)元素(su)還(huan)需要更深入的研(yan)究。

　　盡管無法對(dui)地(di)核直接進(jin)行研究，但科學家能(neng)從側面去了解(jie)地(di)核的組成(cheng)，這(zhe)也能(neng)進(jin)一步(bu)促進(jin)我(wo)們(men)對(dui)地(di)球形成(cheng)的理解(jie)。

　　我國硅行(xing)業發(fa)展歷程：

　　我(wo)國(guo)工業硅(gui)的(de)(de)(de)發展始于(yu)1957年(nian)，在(zai)(zai)當時蘇聯幫助下在(zai)(zai)遼寧建(jian)成(cheng)投產(chan)(chan)(chan)了采用單(dan)(dan)相雙電(dian)極爐(lu)的(de)(de)(de)第一(yi)個生(sheng)產(chan)(chan)(chan)單(dan)(dan)位(wei)。1960年(nian)以后，我(wo)國(guo)開(kai)始自行設計建(jian)設 單(dan)(dan)相和(he)三相電(dian)極工業硅(gui)爐(lu)。從上(shang)世紀60年(nian)代(dai)(dai)初至70年(nian)代(dai)(dai)末，先后在(zai)(zai)遼寧、河(he)(he)北(bei)、江(jiang)蘇、上(shang)海、天津、河(he)(he)南、青海、貴州等省區建(jian)成(cheng)投產(chan)(chan)(chan)了十幾(ji)個 生(sheng)產(chan)(chan)(chan)單(dan)(dan)位(wei)，形成(cheng)了近(jin)2萬(wan)t/a的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)能力。這(zhe)一(yi)階段，我(wo)國(guo)的(de)(de)(de)工業硅(gui)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)處于(yu)國(guo)內自產(chan)(chan)(chan)自用，能夠達到自給自足的(de)(de)(de)狀態(tai)。

　　1980年以后，我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)的工(gong)(gong)業(ye)(ye)硅(gui)(gui)開始出(chu)口，隨著出(chu)口量(liang)的迅速增加，生產(chan)(chan)(chan)企(qi)(qi)業(ye)(ye)數量(liang)迅速增漲。到(dao)80年代末，我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)的工(gong)(gong)業(ye)(ye)硅(gui)(gui)企(qi)(qi)業(ye)(ye)達到(dao)約300家(jia)。1989年的 政治風(feng)波，使我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)的工(gong)(gong)業(ye)(ye)硅(gui)(gui)生產(chan)(chan)(chan)遭受(shou)一次重大(da)挫折，之后的幾年，我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)的工(gong)(gong)業(ye)(ye)硅(gui)(gui)企(qi)(qi)業(ye)(ye)關(guan)停或轉產(chan)(chan)(chan)了(le)(le)(le)一半以上(shang)(shang)。上(shang)(shang)世紀90年代中(zhong)期(qi)，世界工(gong)(gong)業(ye)(ye)硅(gui)(gui)出(chu) 現了(le)(le)(le)短暫的供不(bu)應(ying)求，價(jia)格(ge)上(shang)(shang)揚(yang)，我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)的工(gong)(gong)業(ye)(ye)硅(gui)(gui)企(qi)(qi)業(ye)(ye)又有一些(xie)(xie)恢復生產(chan)(chan)(chan)，還有一些(xie)(xie)單位新(xin)建(jian)或增建(jian)了(le)(le)(le)工(gong)(gong)業(ye)(ye)硅(gui)(gui)爐。90年代后期(qi)，受(shou)國(guo)(guo)(guo)際市場工(gong)(gong)業(ye)(ye)硅(gui)(gui) 價(jia)格(ge)下滑和(he)亞洲金屬危機等(deng)因素影(ying)響(xiang)，我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)東北、華(hua)北、西北、華(hua)東等(deng)地區(qu)的一些(xie)(xie)工(gong)(gong)業(ye)(ye)硅(gui)(gui)企(qi)(qi)業(ye)(ye)又有一批(pi)停產(chan)(chan)(chan)或轉產(chan)(chan)(chan)，同(tong)時在(zai)電力供應(ying)充足，且電 價(jia)較低的貴州、云南、四川(chuan)等(deng)省區(qu)又新(xin)建(jian)了(le)(le)(le)一批(pi)工(gong)(gong)業(ye)(ye)硅(gui)(gui)企(qi)(qi)業(ye)(ye)。

　　進入(ru)21世紀以來，隨(sui)著(zhu)(zhu)我國(guo)各地(di)區(qu)能(neng)源和原(yuan)材料供應狀況和價格的(de)不(bu)斷變化，不(bu)適(shi)合繼續生產(chan)的(de)企業(ye)被迫關停，而(er)具有(you)能(neng)源等供應優勢地(di)區(qu)的(de)新(xin) 建(jian)工業(ye)硅企業(ye)的(de)建(jian)設，仍(reng)在(zai)不(bu)斷進行著(zhu)(zhu)。2004年(nian)(nian)以來，國(guo)家(jia)對一些(xie)資源性產(chan)品行業(ye)出臺了(le)一系列(lie)宏觀調(diao)控(kong)政策，工業(ye)硅行業(ye)是被國(guo)家(jia)宏觀調(diao)控(kong)的(de) 行業(ye)之一。近(jin)幾年(nian)(nian)來工業(ye)硅企業(ye)又面(mian)臨著(zhu)(zhu)新(xin)的(de)考驗和抉(jue)擇。1957年(nian)(nian)至今(jin)，經過50多年(nian)(nian)的(de)發展，我國(guo)建(jian)成投產(chan)的(de)工業(ye)硅企業(ye)達(da)到(dao)600家(jia)以上，目前仍(reng) 在(zai)生產(chan)的(de)企業(ye)有(you)200家(jia)以上，擁(yong)有(you)生產(chan)能(neng)力達(da)到(dao)200萬t/a以上，實際年(nian)(nian)產(chan)量(liang)早已超過100萬t。