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硅片是生产集成电路的主要原材料。硅片尺寸越大则每片硅片上可以制造的芯片数量就越多，从而制造成本就越低。硅片尺寸的扩大和芯片线宽的减小是集成电路行业技术进步的两条主线。现在 12 寸硅片的出货量占比超过 60%，是目前主流的硅片尺寸。
半导体硅片通常釆用查克洛斯法（CZ Method）将高纯度的多晶硅锭拉成不同电阻率的硅单晶锭。硅片加工过程要经过晶体定向→外园滚磨→加工主、副参考面→切片→倒角→热处理→研磨→化学腐蚀→抛光→清洗→检测→包装等工序。
根据硅纯度的不同要求，可分为太阳能等级 99.9999%，6 个“9”纯度，以及半导体等级 11 个“9”。本文只涉及半导体用的硅片。
硅晶园
在半导体制造业中广泛使用各种不同尺寸与规格的硅片，通常包括 4 英寸、5 英寸、6 英寸、8 英寸及 12 英寸，它们的基本规格如下表所示。
來源：半导体制程技术导论；2001 年肖宏 P102
按 IC Insight 资料，2015 年底全球半导体安装产能总计月产 1635.3 万片（8 英寸计）。按地区分布，中国台湾地区依月产 354.7 万片，市占率达 21.7%，居全球首位；韩国依月产 335.7 万片，市占率 20.5%，居第二；日本依月产 282.4 万片，市占率 17.3%，居第三；北美依月产 232 万片，市占率 14.2%，居第四；中国依月产 159.1 万片，市占率 9.7%，居第五位；欧洲依月产 104.6 万片，市占率 6.4%，居第六位；其它地区市占率 10.2%。
由于缺乏统一定义，硅片尺寸过渡的时间无法达成共识，其中有一种观点认为累积硅片的出货量超过 100 万片时，表示该进入硅片尺寸时代。实际上如英特尔等总是领先其它业者，首先进入更大尺寸的硅片。
现据 SEMI 2006 年的说法，将全球硅片尺寸的过渡时间表列于如下：4 英寸硅片于 1986 年；6 英寸于 1992 年；8 英寸于 1997 年；12 英寸于 2005 年。但如果依英特尔的芯片生产线建设（见 intel’s all fab list），它的 3 英寸生产线是建于 1972 年的 FAB2 ；4 英寸生产线是建于 1973 年的 FAB4；6 英寸生产线是建于 1978 年的 FAB5；8 英寸生产线是建于 1992 年的 FAB15；第一条 12 英寸生产线建于 2002 年 FAB12（ in Hillsboro），与 IBM 同步。
业界较为公认的说法，1980 年代是 4 英寸硅片占主流，1990 年代是 6 英寸占主流，2000 年代是 8 英寸占主流，到 2002 年时英特尔与 IBM 首先建 12 英寸生产线，到 2005 年己占 20%，到 2008 年占 30%，而那时 8 英寸己下降至 54%，6 英寸更下降至 11%。
多晶硅的原材料是高纯度的石英，目前已知的全世界储量中，中国量最多、品质最好，但是我国之前却是将石英矿沙在高温下还原成金属硅后低价外销，再高价进口多晶硅，并且石英还原成金属硅的阶段是高度污染的。好在近些年光伏产业带动了国内多晶硅产业的发展，目前太阳能等级的多晶硅，我国的产量已经是全球第一。
截止 2014 年，全球 300mm 硅片实际出片量已占各种硅片出片量的 65%左右,平均约 450 万片 / 月。2015 年第 1 至第 2 季度每月平均需求量约 500 万片。
现在 300mm 半导体级的硅片，国内一个月需求量约 45-50 万片，而目前国内的产量几乎为零，这是产业链上最为紧缺的一环，预计未来的 5 年内仅 300mm 硅片中国的需求量要超过月产 100 万片以上。而从硅片的市场供应，全球日本生产的最多，日本信越和 SUMCO，这两家的产能和实际供应量总和占全球 2/3 以上。300mm 半导体级的大硅片，不仅是产业链缺失的重要一环，也是国家安全战略发展的需要。
在 2012 至 2013 年科技部的 02 专项中，已有大硅片方面项目的经费准备，但迟迟不能立项，原因就是虽然有国内研发机构曾经做过 12 寸大硅片，研发成功，但由于良率不高还不能量产。2014 年，科技部 02 专项的领导下定决心要攻克 12 英寸硅片难关。要求是不仅研发成功，更要量产成功。量产的概念不是几千片，是每个月 10 万片以上交付客户，连续 6 个月交付客户 10 万片以上，才算完成项目。
全球硅晶园片 2016 年供应商排名如下：日本信越半导体第一位，占比 27%；日本胜高科技（SUMCO）占比 26%，居第二；环球晶园占比 17%，排第三；Siltronic 占比 13%，排第四；LG 占比 9%，排第五；SunEdison 占比 10%；其它 8%。
2016 全球硅晶片排名
由国家立项的 12 英寸硅片项目己经启动，叫上海新昇半导体科技有限公司，成立于 2014 年 6 月，坐落于临港重装备区内，占地 150 亩，总投资 68 亿元，一期总投资 23 亿元。新昇半导体第一期目标致力于在我国研究、开发适用于 40-28nm 节点的 300mm 硅单晶生长、硅片加工、外延片制备、硅片分析检测等硅片产业化成套量产工艺；建设 300 毫米半导体硅片的生产基地，实现 300 毫米半导体硅片的国产化，充分满足我国极大规模集成电路产业对硅衬底基础材料的迫切要求。新昇半导体一期投入后，预计月产能为 15 万片 12 英寸和 5 万片 8 英寸硅片，最终将形成 300mm 硅片 60 万片 / 月的产能，年产值达到 60 亿元。届时新昇将与世界一流技术接轨，达到世界先进水平。
全球硅片出货量与销售额：2007 时为 8661MSI（百万平方英寸），销售额达 121 亿美元；到 2010 年时为 9043MSI，销售额为 97 亿美元，以及 2015 年为 10434MSI，销售额为 72 亿美元，反映全球的硅片出货量增长缓慢，而且销售额逐年下降（价格下跌）。
450 毫米硅片
为了加速发展 450mm(18 英寸)晶园，全球五大半导体业者 IBM、英特尔、三星电子、台积电和 GlobalFoundries 在 2011 年共同成立全球 450mm 联盟，简称 G450C，并于美国纽约州 Albany 设立 450mm 晶园技术研发中心。
450mm 联盟成立后，18 寸晶园世代的技术和机台设备有不少方针已开始确立，是半导体产业迈入 18 寸晶园世代的重要里程碑，目的是推动 450mm 硅片技术的发展。
实际上在 2012 年，除 G450C 联盟之外，还诞生了 EEMI450 联盟 ( 欧洲 ) 和 Metro450 联盟 ( 以 色列 ) ，共计三个联盟来推动 450 毫米硅片的进展，目标是可互用研究结果，减少重复性实验。
除此之外，半导体制造技术战略联盟 (SEMATECH) 和国际半导体设备与材料协会 (SEMI) 等也在推动全球产业链的合作研发，因为硅片直径的增大将牵动整个产业链发生很大的改变。
然而，450 毫米硅片的进程自开始就有不同的看法，其中最为关键是半导体设备供应商，如应用材料公司等缺乏积极性，理由是 450 毫米设备不是简单地把腔体的直径放大，而是要从根本上对于设备进行重新设计，因此面临着经费与人力等问题，更多的担心是未来的市场，能否有足够的投资回报率。所以关于 450 毫米硅片的声浪是此起彼伏，尽管英特尔、三星及台积电等大厂信心满满，实际上是雷声大雨点小。
自 2014 年开始 G450C 联盟出现暂缓研发 450mm 硅片的迹象。尽管如台积电等曾宣布将于 2018 至 2019 年期间会采用 450 毫米硅片，然而依目前半导体业的态势观察，现在还很难取得实质性的进展。
采用 450 毫米硅片，如同前几次硅片增大直径一样，关键在于从经济上看投入产出比高，产业链上厂商确实有利可图，包括芯片制造商及设备供应商在内都能受益；另一个是需要有扩大产能的迫切性，所以产业链在等待未来市场再次高潮的到来。
不管如何，450 毫米硅片对于全球半导体业仍是一个悬而未决的课题。
來源：SEMI，数据仅为半导体，太阳能硅片未计入
