硅属于半导体材料，其自身的导电性并不是很好。然而，可以通过添加适当的掺杂剂来控制它的电阻率。制造半导体前，必须将硅转换为晶圆片(wafer)。这要从硅锭的生长开始。单晶硅是原子以三维空间模式周期形成的固体，这种模式贯穿整个材料。

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多晶硅是很多具有不同晶向的小单晶体单独形成的，不能用来做半导体电路。由于硅很硬，要用金刚石锯来准确切割晶圆片，以得到比要求尺寸要厚一些的晶片。多晶硅必须融化成单晶体，才能加工成半导体应用中使用的晶圆片。加工硅晶片生成一个硅锭要花一周到一个月的时间，这取决于很多因素，包括大小、质量和终端用户要求。超过75%的单晶硅晶圆片都是通过Czochralski(CZ，也叫提拉法)方法生长的。

在各大科技厂商中，IBM是建议将碳纳米管应用于微电子领域的强力支持者之一，该公司已经明确表示希望碳纳米管技术将在接下来的十年内准备就绪，届时预计半导体芯片的尺寸将缩小至5纳米的极限尺寸。来自斯坦福的研究团队在旧金山举行的一次科技会议上展示了这个电路。但截至目前，各大学和芯片厂商的研究人员还只能成功地将碳纳米管用于单独器件的制作，如制作晶体管等。