單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。熔融的單質硅在凝固時硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結合起來便結晶成單晶硅。

單晶硅棒是生產單晶硅片的原材料，隨著國內和國際市場對單晶硅片需求量的快速增加，單晶硅棒的市場需求也呈快速增長的趨勢。

單晶硅圓片按其直徑分為6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等。直徑越大的圓片，芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片對材料和技術的要求也越高。單晶硅按晶體生長方法的不同，分為直拉法（CZ）、區熔法（FZ）和外延法。直拉法、區熔法生長單晶硅棒材，外延法生長單晶硅薄膜。直拉法生長的單晶硅主要用于半導體集成電路、二極管、外延片襯底、太陽能電池。目前晶體直徑可控制在Φ3~8英寸。區熔法單晶主要用于高壓大功率可控整流器件領域，廣泛用于大功率輸變電、電力機車、整流、變頻、機電一體化、節能燈、電視機等系列產品。目前晶體直徑可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于集成電路領域。$r）

單晶硅也稱硅單晶，是電子信息材料和光伏行業中最基礎性材料，屬半導體材料類。單晶硅已滲透到國民經濟和國防科技中各個領域。

硅片直徑越大，技術要求越高，越有市場前景，價值也就越高。

日本、美國和德國是主要的硅材料生產國。中國硅材料工業與日本同時起步，但總體而言，生產技術水平仍然相對較低，而且大部分為2.5、3、4、5英寸硅錠和小直徑硅片。中國消耗的大部分集成電路及其硅片仍然依賴進口。但我國科技人員正迎頭趕上，于1998年成功地制造出了12英寸單晶硅，標志著我國單晶硅生產進入了新的發展時期。目前，全世界單晶硅的產能為1萬噸/年，年消耗量約為6000噸～7000噸。未來幾年中，世界單晶硅材料發展將呈現以下發展趨勢：

1，單晶硅產品向300mm過渡，大直徑化趨勢明顯

隨著半導體材料技術的發展，對硅片的規格和質量也提出更高的要求，適合微細加工的大直徑硅片在市場中的需求比例將日益加大。目前，硅片主流產品是200mm，逐漸向300mm過渡，研制水平達到400mm～450mm。據統計，200mm硅片的全球用量占60%左右，150mm占20%左右，其余占20%左右。 Gartner發布的對硅片需求的5年預測表明，全球300mm硅片將從2000年的1.3%增加到2006年的21.1%。日、美、韓等國家都已經在1999年開始逐步擴大300mm硅片產量。據不完全統計，全球目前已建、在建和計劃建的300mm硅器件生產線約有40余條，主要分布在美國和我國臺灣等，僅我國臺灣就有20多條生產線，其次是日、韓、新及歐洲。%P

世界半導體設備及材料協會（SEMI）的調查顯示，2004年和2005年，在所有的硅片生產設備中，投資在300mm生產線上的比例將分別為55%和62%，投資額也分別達到130.3億美元和184.1億美元，發展十分迅猛。而在1996年時，這一比重還僅僅是零。

2、硅材料工業發展日趨國際化，集團化，生產高度集中

　　研發及建廠成本的日漸增高，加上現有行銷與品牌的優勢，使得硅材料產業形成“大者恒大”的局面，少數集約化的大型集團公司壟斷材料市場。上世紀90年代末，日本、德國和韓國（主要是日、德兩國）資本控制的8大硅片公司的銷量占世界硅片銷量的90%以上。根據SEMI提供的2002年世界硅材料生產商的市場份額顯示，Shinetsu、SUMCO、Wacker、MEMC、Komatsu等5家公司占市場總額的比重達到89%，壟斷地位已經形成。

3、硅基材料成為硅材料工業發展的重要方向

隨著光電子和通信產業的發展，硅基材料成為硅材料工業發展的重要方向。硅基材料是在常規硅材料上制作的，是常規硅材料的發展和延續，其器件工藝與硅工藝相容。主要的硅基材料包括SOI（絕緣體上硅）、GeSi和應力硅。目前SOI技術已開始在世界上被廣泛使用，SOI材料約占整個半導體材料市場的30%左右，預計到2010年將占到50%左右的市場。Soitec公司（世界最大的SOI生產商）的2000年～2010年SOI市場預測以及2005年各尺寸SOI硅片比重預測了產業的發展前景。

4、硅片制造技術進一步升級

半導體，芯片，集成電路，設計，版圖，芯片，制造，工藝目前世界普遍采用先進的切、磨、拋和潔凈封裝工藝，使制片技術取得明顯進展。在日本，Φ200mm硅片已有50%采用線切割機進行切片，不但能提高硅片質量，而且可使切割損失減少10%。日本大型半導體廠家已經向300mm硅片轉型，并向0.13μm以下的微細化發展。另外，最新尖端技術的導入，SOI等高功能晶片的試制開發也進入批量生產階段。對此，硅片生產廠家也增加了對300mm硅片的設備投資，針對設計規則的進一步微細化，還開發了高平坦度硅片和無缺陷硅片等，并對設備進行了改進。

硅是地殼中賦存最高的固態元素，其含量為地殼的四分之一，但在自然界不存在單體硅，多呈氧化物或硅酸鹽狀態。硅的原子價主要為4價，其次為2價；在常溫下它的化學性質穩定，不溶于單一的強酸，易溶于堿；在高溫下化學性質活潑，能與許多元素化合。

硅材料資源豐富，又是無毒的單質半導體材料，較易制作大直徑無位錯低微缺陷單晶。晶體力學性能優越，易于實現產業化，仍將成為半導體的主體材料。

多晶硅材料是以工業硅為原料經一系列的物理化學反應提純后達到一定純度的電子材料，是硅產品產業鏈中的一個極為重要的中間產品，是制造硅拋光片、太陽能電池及高純硅制品的主要原料，是信息產業和新能源產業最基礎的原材料。