硅(Si)作为地壳中第 2 丰富的元素,天然存在于硅酸盐岩石和沙子中。用于制造半导体器件的元素硅,其原料来源于杂质相对较少的高纯度石英和石英砂。
用于半导体器件制造的硅被称为电子级硅(Electronic grade silicon, EG-Si)。其生产是一个复杂的工艺链,起点是将石英或石英砂转化为冶金级硅(Metallurgical grade silicon, MG-Si)。
全球大部分的 MG-Si 产量实际用于炼钢行业,其纯度约为 98%。这一转化过程在电弧炉中通过以下化学反应实现(如下图所示):