集成电路制造能耗巨大，单晶硅材料制备、光刻机、洁净室等都是耗能大户。

　　单晶硅材料制备

　　

　　集成电路的主要材料是硅。硅元素广泛存在于地球上。但是从含有硅的矿石，变成制造集成电路的高纯度单晶硅，需要繁琐的过程。此过程耗能不小。

　　第一步，冶炼金属硅

　　把硅石等富含二氧化硅（ SiO2）的矿物，与富含碳原子（ C）的煤炭、木炭等置于电炉中，在 1900℃的高温下， 二氧化硅与碳发生氧化还原反应，初步制得硅（ Si）材料。

　　这个过程和炼铜炼铁的原理一致，金属硅的纯度可达98%，尚不能用于制造集成电路。

　　第二步，制备多晶硅

　　这一步有多种制备方法，如“流化床反应器技术”、“升级冶金硅技术（ UMG-Si）”，“改良西门子法”等。其中，“改良西门子法”应用最为广泛。

　　“改良西门子法”：先将固态金属硅用化学手段转换成液态，如转换成三氯硅烷（ HSiCl3），再转换成气态。或者直接转换成气态，如气体硅烷（ SiH4）。然后在密闭反应室中置入表面温度达 1150℃的高纯硅芯，注入三氯硅烷气体。通过化学分解作用，高纯度硅沉降到硅芯上，就好像硅材料在“生长”一样。

　　此时，多晶硅材料纯度达到 99.9999%（ 6N），仍然不能用于集成电路制造。

　　第三步，制备单晶硅

　　

　　一般采用柴可拉斯基制程（“拉晶工艺”）。将 6N多晶硅放在1425℃的高温的坩埚中，呈现熔融状态，用高纯度的单晶硅棒放入、旋转、拉出，操作过程有点像“蘸糖葫芦”。需要精确控制温度变化、拉晶速率、旋转速度，最后取出单晶柱，可高达2米，重几百公斤。

　　此时的单晶硅纯度可达 99.9999999%（ 9N），可以用于集成电路制造的原料。

　　上述制备过程，均需要高温，这就需要消耗大量的能源。