硅是地球上僅次於氧的第二多元素，舊稱矽。
1823年，瑞典人貝齊裡烏斯，用氟化硅或氟硅酸鉀與鉀共熱，得到粉狀單質硅。貝齊裡烏斯將製得的硅在氧氣中燃燒，生成二氧化硅——硅土，由此硅才被確定為一種元素，並被命名為silicium，元素符號是Si。硅的化學性質比較活潑，高溫下能與氧等多種元素化合，在自然界中主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在，其質量約佔地表岩石的四分之一。建築用的磚、瓦、砂石、水泥、玻璃，日常生活中使用的瓷碗、水杯，洗臉間的潔具，看上去雖截然不同，但其主要成分都是硅的化合物。
工業上，通常是在電爐中由碳還原二氧化硅製得單質硅。電子工業中使用的高純硅則是用氫氣還原三氯氫硅或四氯化硅製得。硅有無定型與結晶兩種同素異形體，其中，結晶型的硅呈暗黑藍色，很脆，是典型的半導體，化學性質非常穩定：在常溫下，除氟化氫以外，很難與其他物質發生反應。
用途廣泛的硅材料
硅的用途十分廣泛，冶金、電子、軍工、建材、工程機械、醫藥、橡膠、化妝品、服裝等眾多行業都會用到它。其中，“硅片”已成為信息產業的核心材料。硅還是製作金屬陶瓷、太空飛船的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結制成的金屬陶瓷複合材料，耐高溫，富韌性，可切割，既繼承了金屬和陶瓷各自的優點，又彌補了兩者的先天缺陷。人類第一架航天飛機哥倫比亞號能抵擋住高速穿越稠密大氣時因磨擦所產生的高溫，全靠它那31000塊硅瓦拼砌成的外殼。在光導纖維通信中，要用純二氧化硅拉制出高透明度的光導玻璃纖維(光纖)。光纖通信容量高，一根頭髮絲那麼細的玻璃纖維，可以同時傳輸256路電話，它還不受電、磁干擾，不怕竊聽，具有良好的保密性能。光纖通信已使人類生活發生了革命性鉅變。硅還可以製成性能優異的有機硅化合物，習慣上稱之為有機硅。像有機硅塑料是極好的防水材料。在地下鐵道四壁噴塗有機硅，可以‘勞永逸地解決滲水問題。在古文物、雕塑的外表，塗一層薄薄的有機硅塑料，可以防止青苔滋生，抵擋風吹雨淋。天安門廣場上的人民英雄紀念碑表面，便經過有機硅塑料處理，因此可以永保潔白。
太陽能與多晶硅的崛起
多晶硅是單質硅的一種形態。熔融的單質硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，那麼這些晶粒結合起來，就結晶成多晶硅。工業上，生產多晶硅的工藝是工業硅與氯氣、氫氣反應後生成三氯氫硅，再在氫氣中還原沉積而成。多晶硅與單晶硅的差異主要表現在物理性質方面。比如，在力學性質、光學性質和熱學性質的各向異性方面，多晶硅遠不如單晶硅明顯；在電學性質方面，多晶硅晶體的導電性能也遠不如單晶硅顯著，甚至於幾乎沒有導電性，但多晶硅可作拉制單晶硅的原料，而單晶硅是一種重要的半導體材料，可用於製造大功率晶體管、整流器、液晶顯示屏、太陽能電池等。其中，它在太陽能電池方面的應用最為人所關注，被喻為光伏產業的“基石”。
太陽能利用分為直接利用太陽輻射中的熱能和太陽能發電技術(光伏技術)兩部分，兩者中最重要的還是光伏產業，光伏行業中又以晶體硅電池為主。多晶硅片在太陽能電池中佔成本的70％。太陽能界有得硅者得天下的說法。
太陽能因取之不盡、用之不竭，且無汙染，被公認為人類社會可持續發展的重要清潔能源，而儲存太陽光能，並將其轉化為電能的整個過程，都離不開高純度的多晶硅原材料。然而，每千克120美元的進口價格使得太陽能電池價格昂貴，讓不少人對這個高端太陽能產品“望而卻步”。
隨著集成電路製造與太陽能電池等產品對多晶硅需求的增長，我國多晶硅的自主供貨一直存在著嚴重的缺口。由於多晶硅的生產工藝比較複雜，純度要求高，目前國內僅有四家企業能夠生產。而國內多晶硅產量僅佔世界總產量的0.4％，我國每年約有93％以上的多晶硅需要進口。近年來多晶硅市場售價的暴漲，已經危及到我國多晶硅下游產業的正常運營，併成為制約我國信息產業和光伏產業發展的瓶頸。
需求就是動力。在能源短缺，各國都十分注重對太陽能利用的大背景下，多晶硅產業具有廣闊的市場前景。製造太陽能電池須採用純度99.9999％以上的多晶硅材料，通常以“N”表示小數點之後的“9”。N越大，純度越高。我國科研人員經過多年攻關，已經試生產出99.999999％(6N)高純度的多晶硅。在不久的將來，這些價廉物美的“小太陽”，有望給千家萬戶的屋頂帶來新動力。在上海，有一個太陽能試點小區，那裡已統一安裝了新型太陽能熱水器，用上了太陽能路燈、草坪燈和門牌照明等太陽能光電技術。
急速升溫的資源——硅礦
硅產業最上游原材料為硅礦(硅砂)，是以二氧化硅(石英)為主(次)要成分的礦物資源，其主要類型有：脈石英、石英砂、石英砂岩、石英岩(硅石)、石英質礫石及硅藻土等。硅礦資源主要分佈在寧夏石嘴山、湖北宜昌、廣西大化、四川峨眉等地。我國硅礦資源十分豐富，勘探表明，僅寧夏石嘴山市的遠景資源儲量就達42.8億千克，現年產硅石260萬千克。廣西大化瑤族自治縣境內的地下硅礦儲量有2億千克以上。在這些硅礦中，二氧化硅含量達99.5％以上，最高可達到99.8％。大多數礦體類型簡單，礦脈大，容易開發，價值高。
目前市場上二氧化硅含量高於99.98％的高純石英砂價格為4600元／千克，二氧化硅含量高於99.99％的高純石英砂價格為8000元／千克；二氧化硅含量高於99．998％的高純硅微粉價格為12000元／千克，二氧化硅含量大於99.9995％的高純硅微粉價格高達18000元／千克。
高純石英砂、高純硅微粉價格雖然較高，但其最佳原材料水晶礦價格也非常昂貴，而且原料比較少。因此，利用質量較好的硅礦開發高純石英砂、高純硅微粉，將成為我國多晶硅產業發展的必由之路。
作為高科技產業，利用硅礦開發多晶硅，產業耗能大，電力需求高，生產中電價成本佔生產總成本的40％。在國家限制高耗能產業的大背景下，電價已成為我國大多數硅礦企業亟待突破的瓶頸之一。因此，偏遠地區更適合投產這類項目。
多晶硅產業儘管耗能大，但由於其產出能耗比也較高，每千瓦時產值可達到4元人民幣。如果政府制定了相應的電價優惠政策，必然將推動多晶硅產業飛速發展。
從硅礦到工業硅、多晶硅、單晶硅、有機硅及其應用產品，具有很長的產業鏈，涉及的領域極為廣泛，而且利潤豐厚，正在成為我國新興產業的熱門領域。
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