El silicio es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre, después del oxígeno. A temperatura ambiente es un sólido grisáceo-negro de aspecto metaloide, con una densidad de unos 2,329 g/cm³ y un punto de fusión de 1414 °C, y es la piedra angular de las industrias modernas de semiconductores y fotovoltaica. Su uso más importante y más seguido es el de las obleas semiconductoras: la arena de cuarzo se reduce carbotérmicamente para obtener silicio de grado metalúrgico, se purifica hasta polisilicio de grado electrónico mediante el proceso Siemens o de lecho fluidizado, y después se estira en lingotes monocristalinos que, cortados y pulidos, se convierten en el sustrato de todo, desde los procesadores de teléfonos y las CPU de ordenador hasta los dispositivos de potencia de automoción y los chips de IA. Las células solares son otro mercado importante; los paneles fotovoltaicos de silicio policristalino y monocristalino convierten la luz solar directamente en electricidad y han sido una de las tecnologías energéticas de más rápido crecimiento de la última década.
En la metalurgia tradicional, el silicio es el desoxidante y elemento de aleación más importante de la siderurgia y la fundición: la chapa de acero al silicio (acero eléctrico), con unos pocos por ciento de silicio, tiene alta permeabilidad magnética y bajas pérdidas en el núcleo, y es el material magnético blando irremplazable de los núcleos de transformadores y motores, que determina directamente la eficiencia energética de las redes eléctricas y los electrodomésticos. En los materiales de construcción, el cemento Portland, el vidrio y la cerámica usan el dióxido de silicio como materia prima principal, sosteniendo la industria mundial de la construcción. El silicio también entra en la vida diaria en forma de silanos, aceites de silicona, caucho de silicona y resinas de silicona, presentes en cosméticos, recubrimientos impermeables, tetinas de biberón, catéteres médicos y juntas de alta temperatura, lo que lo convierte en un elemento que abarca la metalurgia, la electrónica, la energía y los bienes de consumo.
El dióxido de silicio (SiO2) aparece como arena de cuarzo, cuarcita y cristal de roca, y es la materia prima básica para la producción de vidrio, cemento, cerámica y silicio de alta pureza, además del material central de las fibras ópticas, las lentes y los crisoles de cuarzo. El carburo de silicio (SiC), conocido como carborundo, es duro, resistente a la temperatura y a la oxidación, y se usa como abrasivo, material refractario y sustrato semiconductor de banda prohibida ancha de tercera generación para cargadores de vehículos eléctricos, inversores de energías renovables y módulos convertidores de tracción de alta velocidad. El silicato de sodio (Na2SiO3), llamado popularmente vidrio soluble, es un producto químico muy usado como aglomerante de arena de moldeo, coadyuvante de detergentes, estucado de papel e inyección de lechada en túneles. El silano (SiH4) es el gas precursor que la industria electrónica emplea para depositar películas de silicio ultrapuro, nitruro de silicio y capas epitaxiales, y es un gas fuente clave para las células solares y los recubrimientos de pantallas.
