单晶硅棒是通过直拉法（CZ法）或区熔法（FZ法）制备的高纯度硅晶体材料，具有完美的原子排列结构。这种圆柱形晶锭的直径通常在150-300mm之间（6-12英寸），长度可达2米以上，是半导体和光伏产业的核心原材料。需要重点关注的是，其晶格缺陷少于百万分之一，特别是氧含量控制在5×10¹⁷ atoms/cm³以下，这种极高的纯度确保了优异的电学性能。
在制造过程中，多晶硅原料在石英坩埚中熔化后，通过精密控制的温度梯度（误差±0.1℃）和旋转速度（5-20rpm）缓慢提拉形成单晶结构。所得硅棒的电阻率范围涵盖0.001-100Ω·cm（可掺杂硼或磷），能够满足不同电子器件的需求。目前主流规格包括Φ200mm（8英寸）和Φ300mm（12英寸），最新研发的450mm（18英寸）硅棒正在产业化突破阶段。
单晶硅棒的主要应用集中在两个领域：在半导体行业经过切片、抛光后制成晶圆（厚度150-775μm），用于制造CPU、存储器等集成电路；在光伏领域则加工成156×156mm规格的硅片（厚度180-200μm），最终组装成太阳能电池组件。值得注意的是，光伏级单晶硅棒通常采用改良西门子法提纯，纯度达到6N（99.9999%）即可，而电子级则要求11N（99.999999999%）以上纯度。
随着技术的进步，单晶硅棒的生长速度已提升至1.2-1.8mm/min（较十年前提高30%），同时单位能耗降低至45kWh/kg以下。最新研发的连续加料技术（CCz）能实现72小时不间断生长，单炉产量突破800kg，这些创新显著降低了半导体和光伏产品的生产成本。未来，随着大尺寸、低缺陷硅棒制备技术的突破，其在高性能计算和高效光伏领域的应用将更加广泛。
