单晶硅棒
硅锭的制作，一般用坩埚，不是煮牛蛙的“干锅”，而是炼金用的坩埚，专家称之为矿热炉
其实用电弧炉就行，电弧炉在本书中已经做过介绍，就不再赘述
先看实验的第一步，冶炼工业硅
陈地忠按照买来的专利技术资料，在研发平台模拟了一个6米直径的电弧炉，用电极加热，在炉子中放入了硅石，再加入煤炭和木屑，将炉温加热到2000摄氏度，在高温作用下，二氧化硅逐渐融化，并与碳元素发生还原反应：二氧化硅与碳生产硅单质和一氧化碳
在温度较低的地区还会生成碳化硅，碳化硅在技术资料里被列为了废渣
冶炼出的硅液逐渐冷凝，就得到了相对纯净的硅锭，这是纯度为98%到99%的冶炼级工业硅
2%到1%的杂质主要是铁和铝，硅锭已经是化工、冶金和建筑的重要材料
但是对半导体产业来说，99%的纯度还远远不够
接下来是第二步，提炼光伏硅
这一步就是为工业硅提纯
工业硅提纯，业界主流的做法是借助氯化氢气体进行提纯，由于最早是赛蒙斯公司于1955年开发出来的，所以又称赛蒙斯法
陈地忠用矿磨、气流磨将硅锭粉碎成渣，再次放入电弧炉中加热到325度，在这个温度下硅渣与氯化氢反应，生成氢气和三氯硅烷，三氯硅烷也是气体状态，这一步还会生成三氯化铁、三氯化铝和四氯化硅等气体，利用这些气体不同的沸点，再通过冷凝器和蒸馏塔对温度的控制，分离出沸点较低的三氯硅烷气体
在这一步，用到的设备主要是电炉、冷凝器、蒸馏塔
接下来，把高纯度的三氯硅烷再还原成固态硅做法是在1100度高温的反应炉中通入三氯化硅和氢气，生成硅、氯化氢和四氯化硅，在这个温度下只有硅是固态，所以在反应炉中可以看到硅架上黑色的硅按照圆柱体的形状，像蘑菇一样慢慢长大
按照专利技术资料描述，这个过程要持续大约一周的时间，就能积累到目标规格的硅棒，硅含量高达%，一共11个
不过此时的硅棒表面坑坑洼洼，其晶体框架结构不均匀，整体是由众多不规则的小晶体构成的，这就是多晶硅
这种多晶硅已经可以用于光伏行业，制作太阳能电池
不过做芯片需要的是晶格均匀连续、电学性质稳定的单晶硅
所以还要完成第三步，提拉单晶硅
这一步，技术资料采用了柴可拉斯基法，这种技术出自1918年诞生于博兰达的化学家杨.柴可拉斯基之手，又称直拉法或者提拉法，顾名思义，就是在纯净的硅溶液中拉出一根棒子
具体做法是在石英材质的精炼炉中加热融化高纯度的多晶硅，石英的熔点约1700摄氏度，硅的熔点约1400摄氏度
陈