硅是重要的石化替代材料、能源材料和電子材料。硅的地殼豐度為27%，僅次于氧（46%），大約是碳的1000倍，資源極其豐富，開發(fā)潛力巨大。長期以來，硅材料的開發(fā)利用都是工業(yè)界和全社會關(guān)注的焦點。硅是如何從最初的形態(tài)轉(zhuǎn)化成不同類型的下游產(chǎn)品，以下一張圖來進行說明。
金屬硅又稱工業(yè)硅或結(jié)晶硅，通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑和生產(chǎn)半導(dǎo)體硅、有機硅的起始原料。2016年中國金屬硅產(chǎn)量達215萬噸，國內(nèi)平均開工率為46.7%。國內(nèi)主要的金屬硅企業(yè)如合盛硅業(yè)、湖北三新硅業(yè)、四子王旗佳輝硅業(yè)、云南永昌硅業(yè)、天富硅業(yè)、晶鑫硅業(yè)等。由于金屬硅生產(chǎn)需要消耗大量的能源，能源成本占總成本的50%以上。因此，中國金屬硅企業(yè)在水電資源豐富的西南地區(qū)，或低價電力資源的西北和東北地區(qū)分布較為集中。
石英玻璃為單一氧化物二氧化硅構(gòu)成的玻璃，二氧化硅中Si-O鍵堅固、共價鍵和離子鍵大約各占一半，是一種典型的網(wǎng)絡(luò)形成氧化物。石英玻璃具有優(yōu)越的物理、化學(xué)性能：純度高、機械強度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、光譜透過寬、抗熱沖擊、耐高溫變形、耐射線輻照和電絕緣等。我國石英玻璃行業(yè)集中度較低，有一定規(guī)模的主要分布在華北（北京、廊坊）、華東（上海、江蘇、浙江）、東北（遼寧）、華中（湖北）等地，并以民營企業(yè)為主。主要企業(yè)有中國建筑材料科學(xué)研究總院、北京金格蘭石英玻璃有限公司，久智光電材料科技有限公司、北京凱德石英塑料制品有限公司、上海強華石英有限公司、湖北菲利華石英玻璃股份有限公司等。
多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)，在電子工業(yè)中用于制造半導(dǎo)體收音機、錄音機、彩電、錄像機、電子計算機等的基礎(chǔ)材料。在新能源行業(yè)，多晶硅是生產(chǎn)太陽能電池的重要原料，一般的純度在6-9N。中國是全球最大的多晶硅生產(chǎn)國，2016年總量達19.5萬噸。主要的企業(yè)有江蘇中能硅業(yè)發(fā)展有限公司、江西賽維LDK、特變電工新疆新能源股份有限公司、洛陽中硅高科技有限公司等等。
單晶硅是指硅的單晶體，是高純度的多晶硅在單晶爐內(nèi)拉制而成。具有基本完整的點陣結(jié)構(gòu)的晶體。不同的方向具有不同的性質(zhì)，是一種良好的半導(dǎo)材料。一般純度要求在9-12N。用于制造半導(dǎo)體器件、太陽能電池等。
硅微粉是二氧化硅的一種無定型（非結(jié)晶）多晶形物。一般來講，每生產(chǎn)1噸金屬硅可副產(chǎn)0.3-0.5噸硅微粉。硅微粉有時會與氣相白炭黑混淆。硅微粉平均粒徑150納米，比水泥顆粒小100倍，比表面積為15~30平方米/克，而氣相白炭黑的原生顆粒粒徑只有約5~7納米，比表面積則高達150~300平方米/克。硅微粉主要應(yīng)用領(lǐng)域是作為高性能混凝土的增強填料，特別是提高其綜合強度、粘結(jié)強度和耐磨性。添加硅微粉后還能降低氯離子對混凝土的滲透性，防止混凝土中的鋼筋被腐蝕。此外，硅微粉也大量的應(yīng)用于陶瓷和耐火材料等領(lǐng)域。
硅溶膠為納米級的二氧化硅顆粒在水中或溶劑中的分散液。由于硅溶膠中的SiO2含有大量的水及羥基，故硅溶膠也可以表述為SiO2.nH2O?？捎米鞲鞣N耐火材料粘結(jié)劑，涂料工業(yè)，能薄殼精密鑄造、催化劑制造及催化劑載體、玻璃紙防粘劑、照相用紙前處理劑、水泥袋防滑劑、顯像管分散劑、地板蠟抗滑等等。
單硅烷是一種無色氣體，別名四氫化硅、甲硅烷，該氣體與空氣接觸可發(fā)生自燃并釋放很濃的白色無定型的二氧化硅煙霧。單硅烷按純度可分為工業(yè)級和電子級，電子級主要應(yīng)用于集成電路、平面電視、太陽能電池等行業(yè)；工業(yè)級的主要用途是作為氯單硅烷類及烷基氯單硅烷類的骨架結(jié)構(gòu)、成為多晶硅、氧化硅、氮化硅等的原料。
硅樹脂是具有高度交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚有機硅氧烷，兼具有機樹脂及無機材料的雙重特性，具有獨特的物理化學(xué)性能。有機硅樹脂主要作為絕緣漆（包括清漆、瓷漆、色漆、浸漬漆等）浸漬H級電機及變壓器線圈，以及用來浸漬玻璃布、玻布絲及石棉布后制成電機套管、電器絕緣繞組等。此外，硅樹脂還可用作耐熱、耐候的防腐涂料，金屬保護涂料，建筑工程防水防潮涂料，脫模劑，粘合劑以及二次加工成有機硅塑料，用于電子、電氣和國防工業(yè)上，作為半導(dǎo)體封裝材料和電子、電硅樹脂按其主要用途和交聯(lián)方式大致可分為有機硅絕緣漆、有機硅涂料、有機硅塑料和有機硅粘合劑等幾大類。硅樹脂加工添加劑具有獨特的靈活性及兼容性，已成為紙漿、生活用紙生產(chǎn)的關(guān)鍵成分。
硅橡膠是一種由氧和硅交聯(lián)成的聚合物制成的獨特的合成彈性體。它完美地平衡了機械性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，因而能滿足今天許多苛刻的應(yīng)用場合要求。硅橡膠是有機硅產(chǎn)品中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最為廣泛的一大類產(chǎn)品。根據(jù)硫化機理，硅橡膠可分成高溫硫化硅橡膠（HTV）；室溫硫化硅橡膠（RTV）和加成型液體硅橡膠（LSR）。
高溫硅橡膠，別名混煉硅橡膠、固體硅橡膠。是硅橡膠中發(fā)展最為成熟的產(chǎn)品之一，因其具有良好的耐高低溫、耐候、憎水、抗電弧、電氣絕緣性、生理惰性等特點，在國防工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中得到廣泛應(yīng)用。
中國高溫硅橡膠的發(fā)展已經(jīng)較為成熟，2016年產(chǎn)能已達到53.9萬噸/年，產(chǎn)量達44萬噸。液體硅橡膠即加成型雙組份液體硅橡膠（LSR）是近年來發(fā)展較快、技術(shù)含量大、附加值較高的一類品種，2016年我國LSR產(chǎn)能達5.91萬噸，產(chǎn)量約為3.5萬噸，主要應(yīng)用于孕嬰用品、醫(yī)療保健、電子領(lǐng)域。目前國內(nèi)主要的高溫硅橡膠企業(yè)有新安化工、東爵、宏達、合盛等。而液體硅橡膠企業(yè)有廣東聚合、新安化工等。
室溫硫化硅橡膠一般分子量較低（3萬～6萬）。室溫硫化硅橡膠在分子鏈的兩端（有時中間也有）各帶有一個或兩個官能團，在一定條件下（空氣中的水分或適當?shù)拇呋瘎@些官能團可發(fā)生反應(yīng)，從而形成高分子量的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。主要生產(chǎn)企業(yè)有廣東白云、成都硅寶、廣州新展、杭州之江、鄭州中原等。
硅油是一類以Si-O-Si為主鏈、側(cè)鏈帶有有機基團的線型有機硅聚合物。廣泛應(yīng)用于紡織、日化、機械加工、化工、電子電氣、醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)。通常硅油在室溫下保持液體狀態(tài)。隨著分子量增大，粘度也增高，因此粘度是硅油的一個重要物性指標。目前，常見的商品硅油有甲基硅油、乙烯基硅油、苯基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氫硅油、聚醚改性硅油等。通常稱可作為產(chǎn)品直接使用的硅油為一次制品，而以硅油為原料或助劑，加入增稠劑、表面活性劑、溶劑、填料及各種性能改進劑等，經(jīng)過特定工藝配制成的復(fù)合物、乳液、溶液等制品，稱為硅油二次加工品。國內(nèi)生產(chǎn)硅油的公司主要有藍星新材、新安化工、天賜、標美、宜昌科林等企業(yè)，生產(chǎn)乳液的企業(yè)主要有傳化股份和德美化工。
功能性硅烷與硅橡膠、硅油及硅樹脂并稱為有機硅材料四大門類；從結(jié)構(gòu)上來說，通常將主鏈為-Si-O-C-結(jié)構(gòu)的有機硅小分子統(tǒng)稱為功能性硅烷，而將主鏈為-Si-O-Si-結(jié)構(gòu)的小分子中間體和聚合物大分子一般稱之為硅氧烷，即硅橡膠、硅油及硅樹脂產(chǎn)品；從功能上來看，功能性硅烷多為雜交結(jié)構(gòu)，多數(shù)產(chǎn)品在同一個分子中同時含極性與非極性兩類官能團，可以作為無機材料和有機材料的界面橋梁或者直接參與有機聚合材料的交聯(lián)反應(yīng)，從而大幅提高材料性能。中國已經(jīng)成為世界最大的功能性硅烷生產(chǎn)、出口與消費國，2016年有效總產(chǎn)能約為35.1萬噸/年，產(chǎn)量約為19.9萬噸，消費量為13.8萬噸。主要生產(chǎn)企業(yè)有湖北新藍天、荊州江漢、江西宏柏、南京曙光等。
廣泛用于各行業(yè)，主要用作橡膠補強劑，塑料充填劑，油墨增稠劑，金屬軟性磨光劑，絕緣絕熱填充劑，脫色劑，消光劑，高級日用化妝品填料及噴涂材料、醫(yī)藥、環(huán)保等各種領(lǐng)域，并為相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展提供了新材料基礎(chǔ)和技術(shù)保證。由于它在磁性、催化性、光吸收、熱阻和熔點等方面與常規(guī)材料相比顯示出特異功能，因而得到人們的極大重視。2016年中國氣相白炭黑產(chǎn)能為12.58萬噸，產(chǎn)量達7.06萬噸，主要國內(nèi)企業(yè)有新安、東岳、匯富等。
