硅 Silicon

硅是地壳中含量第二丰富的元素，仅次于氧，常温下为灰黑色带金属光泽的类金属固体，密度约 2.329 g/cm³，熔点 1414°C，是现代半导体和光伏产业的基石。它最大宗、最被关注的用途是半导体硅片：由石英砂经碳热还原得到工业硅，再经西门子法或流化床法提纯到电子级多晶硅，最后拉制成单晶硅棒并切片抛光，成为从手机处理器、电脑 CPU 到汽车功率器件和 AI 芯片的基底材料。太阳能电池则是另一大市场，多晶硅和单晶硅光伏电池板把太阳光直接转化为电能，是过去十几年装机量增长最快的能源技术之一。

在传统冶金领域，硅是炼钢和铸铁中最重要的脱氧剂和合金元素：硅钢片（电工钢）含硅约数个百分点，磁导率高、铁损低，是变压器和电动机铁芯不可替代的软磁材料，决定电网和家电的能效。在建材领域，硅酸盐水泥、玻璃和陶瓷以二氧化硅为主要原料，支撑着全球建筑工业。此外，硅还以硅烷、硅油、硅橡胶和硅树脂的形式进入化妆品、防水涂料、奶嘴、医用导管和高温密封，是一个横跨冶金、电子、能源和日用品的多栖元素。

二氧化硅（SiO2）以石英砂、石英岩和水晶的形式存在，是玻璃、水泥、陶瓷和高纯硅料工业的基础原料，也是光纤、光学镜头和石英坩埚的核心材料。碳化硅（SiC）俗称金刚砂，硬度高、耐高温抗氧化，用作磨料、耐火材料和大功率第三代半导体衬底，用于电动车充电桩、新能源逆变器和高铁牵引变流模块。硅酸钠（Na2SiO3）俗称水玻璃或泡花碱，是铸造型砂黏结剂、洗涤剂助剂、纸张涂布和隧道注浆堵水的常用化工原料。硅烷（SiH4）是电子工业中超纯硅薄膜、氮化硅和外延生长的前驱气体，也是太阳能电池和显示屏镀膜的关键气源。