矽是一種化學元素，英文名稱Silicon，化學（xué）符號是Si，舊稱矽，原子序數14，相（xiàng）對原子質（zhì）量28.0855，密度2.4g/cm?，熔點1414℃，沸點（diǎn）2355℃ ，元素周期表上IVA族的類金屬元素。矽有晶體矽和無定形矽兩種同素異形體，晶體矽為鋼灰色，無（wú）定形（xíng）矽為黑（hēi）色，晶體矽屬於原子晶（jīng）體，硬（yìng）而有 光澤，有半導體性質（zhì）。矽的化（huà）學性質比（bǐ）較（jiào）活潑，在高溫下（xià）能與氧氣等多種元素化合，不溶於水、硝酸和yan酸，溶於氫氟suan和堿液。它是地（dì）殼中 含（hán）量僅次於氧的元素。矽土（又稱二氧化矽）是一類矽（guī）酸鹽礦物，也是沙、石英（yīng）岩以及花崗岩（yán）的主要成分。

　　矽在自然界中分布極廣，一般很少以單質的形（xíng）式出現，主要以二氧化矽和矽酸（suān）鹽的形式存在（zài），地殼中約含27.6%，是地殼中僅次於氧的第二（èr）豐富元 素。主要用來製作高（gāo）純半導體、耐高溫材料、光導（dǎo）纖維通信材料（liào）、有機矽化合物、合金等，被（bèi）廣泛應用於航空（kōng）航天、電子電氣（qì）、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（guī）是如何深刻地影響著我們生活的（de）方方麵麵，無論是在各種材料中與其他元素化合（hé）的矽，還是用來（lái）製作電子器件 的高純矽，又（yòu）或者是更新形式的‘黑矽’。

　　矽，是地殼中含量僅次於氧的元素。矽土（tǔ）（又稱（chēng）二氧化矽）是一類矽酸鹽礦物，也（yě）是沙、石英岩以及花崗岩的主要成分；盡管大約75%的地球都由 矽土組（zǔ）成，但矽單質（zhì）在自然界中卻很（hěn）少見且（qiě）直到19世（shì）紀才為人（rén）所知（zhī）。其實，不純的非晶形（xíng）矽可能最早在1811年便由Gay-Lussac和Thenard通過加（jiā）熱 鉀和四氟化矽得到，然而（ér），說起矽元素，人們還是會將其發現歸功於Berzelius，因（yīn）為是他在1824年將通過上述方法所得的矽進一步（bù）潤洗（xǐ）提純而得 到了純矽。如今已（yǐ）經可以利用電爐加熱矽土與碳的混合物至遠遠高於矽熔點（1,414 °C）的溫度（1,900-2,350 °C）來實現矽的大規模生（shēng）產。

　　矽穀：激光照射過的矽表麵掃描電（diàn）子電鏡（jìng）圖像（插（chā）圖）與美國猶他州布萊斯峽穀國家公園一角非常相似。

　　據美（měi）國地質調查所指出，截至2007年（nián），全世界包括合成（chéng）矽在內的純矽存儲量已經超過了50萬噸，這足以顯示其對（duì）當今科技的重要性。其中超過90% 的矽用來製造含矽（guī）化學品及（jí）合金。比如常用於汽車行業（yè）富鋁合金，以及（jí）被廣泛用作潤滑油、樹脂、橡膠或者密封膠的矽脂（特征為含有矽氧鍵和 矽碳鍵）。而以沙子形式存在的二氧化矽（guī）則是玻璃和混凝土這些最常用的材料的基礎原料。氣凝膠（jiāo），由（yóu）於其體積的90%都被孔洞所（suǒ）占據，屬（shǔ）於（yú）極輕 的二（èr）氧化矽形式，因此是非常有效的絕緣材料。

　　這些應用固然非常重要，但矽對當今科技和生活方（fāng）式（shì）產生的最深刻的影響卻要歸於其整體儲量中的一（yī）小（xiǎo）部分（約5%），即用於包括電腦芯片、功 率晶體（tǐ）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高純矽（guī）。而矽（guī）集成電路的微型化也使得微（wēi）電子學有了長足的進步，這 一領（lǐng）域正在進一步向納（nà）電子學進軍。另外多孔矽（guī）由於其發光特（tè）性以及巨大的表麵積也促進了一係列傳感器的發展。微電子器件所需要的高（gāo）純（chún）矽的 製備過程較為繁瑣，通常涉及到由粗金屬（shǔ）矽到氯矽烷的轉變（含有矽氯（lǜ）鍵的化合物（wù）），經過分離（lí）提純後由氫（qīng）還原成多（duō）晶矽（guī），再製成矽晶圓（yuán）（光滑 的（de）薄（báo）盤）。

　　矽化學的豐（fēng）富多彩（cǎi）令人驚歎，且這一領域還在不斷湧現出新（xīn）的發現（xiàn）。盡（jìn）管1克沙粒的表（biǎo）麵（miàn）積非（fēi）常小，但相同質量、擁（yōng）有可及納米級（約3 nm）孔隙的矽膠粒子，其（qí）內表麵積可以輕易超（chāo）過1000平方（fāng）米（大約一個奧林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活性劑模板存 在（zài）的條件下合成的（de），這一合（hé）成策略（luè）為納米材料的發展提供了無限可能，比如納米（mǐ）多孔矽膠顆粒可以用於催化、分離、環境清理（lǐ）、藥物釋放以及納 米科技等各領域。

　　提及矽膠製品，就不（bú）得不來談一談由各種海洋生物大規模生產的、具有納米級精度的氧化矽材料。對大自然中的 “生（shēng）物矽化（huà）作用”的理（lǐ）解，將會為新 型（xíng）矽基材料的環境友好合成提供無限（xiàn）潛能，並將最終促（cù）使生物傳感器、生物催化以（yǐ）及現在被稱為“矽（guī）生（shēng）物技術”的生物分子工程學的發展。

　　另一驚人而具有科技前景的發現（xiàn）體（tǐ）現了揭示微納結構的重要性（xìng）。1998年，哈佛大學的Mazur團隊報道了利用飛秒激（jī）光脈衝（chōng）在含硫氣體存在情況下照 射矽晶片會使其（qí）光滑表麵變成一個尖峰林立的微觀森林，與美國猶他（tā）州（zhōu）布萊斯峽穀（gǔ）國家公園非常相似（如圖）。通常，矽表（biǎo）麵（miàn）會將大部分光反射 ，但“黑矽”卻通過將可見光捕獲在（zài）尖峰（fēng）之（zhī）間而（ér）大大增強了對可見的（de）吸收性能（néng），這使其在太陽能電池中的應用更有前景。黑矽也可以吸收波（bō）長為 2500 nm的紅外輻射，因此，黑矽在光電中全新的應用也非（fēi）常值得期待。這一事例說明，盡管（guǎn）矽發現已有200年，至今仍可（kě）以（yǐ）使我們驚歎。

　　還（hái）有一（yī）些科學家（jiā）指出，氧元素可能是地球內部的主要組成部分。先（xiān）前一個國際研究小（xiǎo）組使用地震（zhèn）數據（jù）、實驗室（shì）數（shù）據和理論計（jì）算（suàn）證明地球內部存在氧元素。結果表明，氧元素占外核質量的3.7%。

　　此外，該研（yán）究團隊還指出，外核（hé）還含有1.9%的矽元素，但並（bìng）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（jìn）行（háng）研究，但科學家能從側麵去了解地核的（de）組成，這也能進一步促進我（wǒ）們對地球（qiú）形成的（de）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（dāng）時蘇聯幫助下（xià）在遼寧建成投產了采用單相雙電極爐的第一個生產單（dān）位。1960年以後，我國開始自行設計建設 單相和三相電極工業矽爐。從上世紀60年代初至70年代末，先後在遼（liáo）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（dān）位，形成（chéng）了近2萬t/a的生產能力。這一階段，我國的工業矽生產處於國內自產自用，能夠達到自給自足的狀態。

　　1980年以後，我國的工（gōng）業矽開始出口，隨（suí）著出口量（liàng）的迅速增加，生產企業（yè）數（shù）量迅速增（zēng）漲。到80年代末，我（wǒ）國的工業矽企業（yè）達到約300家（jiā）。1989年的 政治（zhì）風波，使我國的工業矽生產（chǎn）遭受一次重大挫折，之後的幾年，我國的（de）工業矽企業（yè）關停或轉產了一半以上。上世紀90年代中期，世界工業矽出 現了短暫的供不應求，價格上揚，我國的工業矽企業又有一些（xiē）恢複生產，還（hái）有一些單位新建或增建了工業矽爐。90年代（dài）後期，受國際（jì）市（shì）場工業矽（guī） 價格（gé）下滑和亞洲金屬（shǔ）危機等因素影響，我國東北、華北、西北、華東等地區的一些工業矽企業又有一（yī）批停產或轉產，同時在電力供應充足，且電 價較低的貴州、雲南、四川等省區又新建了一（yī）批工業矽企業（yè）。

　　進入21世紀以來（lái），隨著我國各地區（qū）能源和原（yuán）材料供應狀況和價格的不斷變化，不適合繼續生產的企業被迫關停（tíng），而具有能源等供應優勢地區（qū）的新 建工業矽企業的建設，仍（réng）在不斷進行著。2004年以來，國家對一些資源性產品行業出（chū）台了一係列宏觀調控政策，工業矽（guī）行業是被國家（jiā）宏觀調控的（de） 行業之一。近幾年來工業矽企業又麵臨著新（xīn）的考驗和抉擇。1957年至（zhì）今，經過50多年的發展，我國建成投產的工（gōng）業矽企業（yè）達到600家以上，目前仍 在生產的企（qǐ）業有200家以上，擁（yōng）有生產能力（lì）達到200萬t/a以上，實際（jì）年產量早已（yǐ）超過100萬t。