硅（Si）为何成为集成电路的首选材料？

本文以硅材料为核心，阐述了其作为集成电路首选材料的原因、制备工艺及未来发展方向。背景方面，硅因其半导体特性、地壳含量丰富、提纯度高、可形成大尺寸单晶等优势，自1958年集成电路发明以来，已成为全球95%以上集成电路的基础材料。研究目的旨在系统介绍硅材料从多晶硅提纯、单晶硅制备到硅片加工的完整产业链，并探讨在摩尔定律面临物理极限的当下，如何通过发展纳米硅材料和硅基光电子技术来实现“延续摩尔”和“超越摩尔”。结论指出，硅材料是信息社会的基石，当前我国在光伏级多晶硅产业领先，电子级及大尺寸硅片国产化率逐步提升；未来，纳米硅结构（如纳米线、纳米管）和硅基光电子（如硅基光源）等新材料与技术将成为推动集成电路超越摩尔定律、支撑新一代信息产业发展的关键。