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

　　矽在（zài）自然界中分布（bù）極廣，一般很少以單質的形式出現，主要以二氧化矽（guī）和（hé）矽酸鹽的形式存在，地（dì）殼中約含27.6%，是地殼中僅次於氧的第二豐富元 素。主要用來製（zhì）作高純半導體、耐高溫材料（liào）、光導纖維（wéi）通信材料、有機矽（guī）化合物、合金等，被廣泛（fàn）應用於（yú）航空航（háng）天、電子電氣（qì）、建築、運輸、能（néng） 源、化工、紡織、食品、輕工、醫療、農業等行業。

　　國（guó）外專家Mietek Jaroniec表述了矽是如何深刻地影響（xiǎng）著我們生活的方方麵麵，無論是在各種材料中與其他元素化合的矽，還是用來製作電子（zǐ）器件 的高純矽，又（yòu）或者是更新形式的‘黑矽’。

　　矽，是地殼（ké）中含（hán）量僅次於氧的元素。矽土（又稱二氧化矽）是一類（lèi）矽酸鹽礦物（wù），也是沙、石英岩以及花崗（gǎng）岩的主要成（chéng）分；盡（jìn）管大約75%的地球都由 矽土組（zǔ）成，但矽單質在自然界中卻很少見且直（zhí）到19世紀才（cái）為人所（suǒ）知（zhī）。其實，不純的非晶形矽可能最早（zǎo）在1811年便（biàn）由Gay-Lussac和（hé）Thenard通過加熱 鉀和四氟化矽得到，然而（ér），說起（qǐ）矽元素（sù），人們還（hái）是會將其發現歸功於Berzelius，因為是他在1824年將通（tōng）過上述方法所得的矽進（jìn）一（yī）步潤洗提純而得 到了純矽。如今（jīn）已經可以利用電爐加熱矽土與碳（tàn）的混合物至遠遠（yuǎn）高於矽熔點（1,414 °C）的溫度（1,900-2,350 °C）來（lái）實現矽的大（dà）規模生產。

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

　　據美國地質調查所指出，截至2007年，全世界包括合成矽在內的純矽（guī）存儲量已經超過了50萬噸，這足以（yǐ）顯（xiǎn）示其對當今科技的重要性。其中超過90% 的矽用來製造含矽化學品及合金。比如常用於汽車行業富鋁合金，以及被廣泛（fàn）用作潤滑油、樹脂（zhī）、橡膠或者密封膠的矽脂（特征（zhēng）為含有矽氧鍵和 矽碳鍵（jiàn））。而以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（cái）料（liào）的基礎（chǔ）原料（liào）。氣凝膠，由於其體積的（de）90%都被（bèi）孔洞所占據，屬於極輕 的二氧化矽形式，因此是非常有效的絕緣材料。

　　這些（xiē）應（yīng）用固然非常重要，但矽對（duì）當今科（kē）技和生活（huó）方式產生的最深刻的影響卻要歸於其整體儲量中的一小部分（約5%），即用（yòng）於包括電腦芯片、功 率晶體管、太陽能電（diàn）池以及液晶顯示器和半導體探測器等各種（zhǒng）電子器（qì）件（jiàn）中的高純矽。而矽集（jí）成電路的微型（xíng）化（huà）也使得（dé）微電子學有了長足（zú）的進步，這 一領域正在（zài）進一步向（xiàng）納電子（zǐ）學（xué）進軍。另（lìng）外多孔矽由於（yú）其發（fā）光（guāng）特性以（yǐ）及巨大的表麵積也促進了一係列傳感器的發展。微電子（zǐ）器件所需要的高純矽的 製備過程較為繁瑣，通常涉及到（dào）由粗金屬矽到氯矽烷的（de）轉變（含有矽氯鍵的化合物），經過（guò）分離提純後由氫（qīng）還原成多晶矽（guī），再製成矽晶（jīng）圓（yuán）（光（guāng）滑 的薄盤）。

　　矽化學（xué）的豐富多彩令人驚歎，且這一領域還在不斷湧（yǒng）現出新（xīn）的發現。盡管（guǎn）1克沙粒的表麵積非常（cháng）小（xiǎo），但相同質量、擁有可及納米級（約3 nm）孔隙的矽膠粒子，其內表麵積（jī）可以輕易超過1000平方米（大約一個奧林匹克遊泳池的表麵（miàn）積）。這種具有有序納米孔隙的顆粒是在表（biǎo）麵活性劑模板存 在的條件下合成的，這一（yī）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（kē）粒可以用於催化、分離、環境清理、藥物釋放以及納 米（mǐ）科技等各領域。

　　提（tí）及矽膠製品，就不得不（bú）來談一談由（yóu）各種海洋生物大規模生產的、具有納米級精度的氧化矽材（cái）料（liào）。對（duì）大自然中的 “生物矽化作（zuò）用”的理解，將會（huì）為新 型矽基（jī）材（cái）料的環境友好合成提供無限潛能，並將最終促使生物傳感器、生物催化以（yǐ）及現在被稱（chēng）為“矽生物技術”的生物分子工程學的發展。

　　另一驚人而具有科技前（qián）景的發現體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光脈衝在含硫氣體存在情況下照 射矽晶片會使其光滑表麵變（biàn）成一個尖峰林立的微觀森林，與美（měi）國猶他（tā）州布萊斯峽穀國家公園非常相似（如圖）。通常，矽表麵會將大部分光反射 ，但“黑（hēi）矽”卻通過將可見光捕獲在尖峰之間而（ér）大大增（zēng）強了對可見的吸收性能，這使其在太陽能電池（chí）中的（de）應（yīng）用更有前景。黑矽也可以吸收（shōu）波長為 2500 nm的紅外（wài）輻射，因此（cǐ），黑矽在光（guāng）電中全新的應用也非常值（zhí）得期待。這一事例說明，盡管矽（guī）發現已（yǐ）有200年，至（zhì）今仍可以使（shǐ）我（wǒ）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（zǔ）使用地震數據、實（shí）驗室（shì）數（shù）據和理論計算證明地球內部存在氧元素。結果表明，氧元（yuán）素占外核質量的3.7%。

　　此（cǐ）外，該研究團隊還指出，外核還含有（yǒu）1.9%的矽元素，但（dàn）並無碳或硫元素（sù）。

　　很明顯，有關地（dì）核的輕元素還需要更深入的研究。

　　盡管無（wú）法對（duì）地核直接（jiē）進行研究（jiū），但科學家（jiā）能從側麵去了解地核的組成，這也能進一（yī）步促進我們對地球形成的理解。

　　我國矽行業發（fā）展曆程（chéng）：

　　我國工業矽的（de）發展始於1957年，在當時蘇聯幫助下（xià）在遼寧建成（chéng）投產了采（cǎi）用單相雙電極爐的第（dì）一個生產單位。1960年以後，我國開始自行設計（jì）建（jiàn）設 單相和三相電極工（gōng）業矽爐。從上世紀60年代初（chū）至70年代末，先後在遼寧（níng）、河（hé）北、江蘇、上海、天津、河南、青海、貴（guì）州等省區建成投產了十幾個 生產單位，形成了近2萬t/a的生產能力。這一階段，我國的工（gōng）業矽生產處於國內自產（chǎn）自用，能夠達（dá）到自給自足的狀態。

　　1980年以後，我國的工業矽開始出（chū）口，隨著出口量的迅速（sù）增加，生產企業數量迅速增漲。到80年代末，我（wǒ）國的（de）工業矽企業達到約（yuē）300家。1989年的 政（zhèng）治風波，使我國的工業矽生產遭受一次重大挫折，之後的幾年，我國的工業矽（guī）企業關停或轉產了一半以上。上世紀90年代中期，世（shì）界工業矽出 現了短暫的供不應求，價格（gé）上揚，我國的工業矽企業又有一些恢複生產，還有一些單位新建或增（zēng）建了工業（yè）矽爐。90年代後期，受國際市（shì）場工業矽 價（jià）格下滑和亞洲金屬危機等因素影響，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（le）一批工（gōng）業矽企業。

　　進入21世紀以來，隨著（zhe）我（wǒ）國各地區能源和（hé）原材料供應狀況和價（jià）格的（de）不斷變化，不適合繼續生（shēng）產的企（qǐ）業被迫關停，而具有能源等供應優勢（shì）地區的新 建工業矽企業的建設，仍在不斷進行著。2004年以來，國（guó）家對一些資源（yuán）性產品行業出台了一係列宏觀調控政策，工業矽行業是被國家宏觀（guān）調控（kòng）的 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年至今，經過50多年的發（fā）展，我國建成投產的工業矽企業達到600家以上，目前仍 在生產的企業有200家以上（shàng），擁（yōng）有生產能力達到200萬t/a以上（shàng），實際年產量早已超過100萬t。