硅基半導體材料是目前產量最大、應用最廣的半導體材料，90%以上的半導體產品是用硅基材料制作的。硅在地殼中占比約 27%，是除了氧元素之外第二豐富的元素，硅元素以二氧化硅和硅酸鹽的形式大量存在于沙子、巖石、礦物中，儲量豐富并且易于取得。通常將 95-99%純度的硅稱為工業硅。沙子、礦石中的二氧化硅經過純化，可制成純度 98%以上的硅；高純度硅經過進一步提純變為純度達 99.9999999%至99.999999999%（9-11 個 9）的超純多晶硅；超純多晶硅在石英坩堝中熔化，并摻入硼（P）、磷（B）等元素改變其導電能力，放入籽晶確定晶向，經過單晶生長，制成具有特定電性功能的單晶硅錠。熔體的溫度、提拉速度和籽晶/石英坩堝的旋轉速度決定了單晶硅錠的尺寸和晶體質量，而熔體中的硼（P）、磷（B）等雜質元素的濃度決定了單晶硅錠的電特性。
1965 年，戈登?摩爾提出摩爾定律：集成電路上所集成的晶體管數量，每隔 18 個月就提升一倍，相應的集成電路性能增強一倍，成本隨之下降一半。對于芯片制造企業而言，這意味著需要不斷提升單片硅片可生產的芯片數量、降低單片硅片的制造成本以便與摩爾定律同步。半導體硅片的直徑越大，在單片硅片上可制造的芯片數量就越多，單位芯片的成本隨之降低。在摩爾定律的影響下，半導體硅片正在不斷向大尺寸的方向發展。硅片的尺寸越大，相對而言硅片邊緣的損失會越小，有利于進一步降低芯片的成本。例如，在同樣的工藝條件下，300mm 半導體硅片的可使用面積超過 200mm 硅片的兩倍以上，可使用率（衡量單位晶圓可生產的芯片數量的指標）是 200mm 硅片的 2.5 倍左右。
根據制造工藝分類，半導體硅片主要可以分為拋光片、外延片與以 SOI 硅片為代表的高端硅基材料。單晶硅錠經過切割、研磨和拋光處理后得到拋光片。拋光片經過外延生長形成外延片，拋光片經過氧化、鍵合或離子注入等工藝處理后形成 SOI 硅片。
