1.4 人工晶体的应用
在数以千计的人工晶体中，真正称得上应用广、产量大、经济效益高、具有产业化规模的，只有硅单晶、金刚石、人工水晶和人造宝石等少数几种。
（1）硅单晶 硅单晶是电子工业的“粮食”，目前仍在半导体材料中占首位，年产量达数千吨，其中约80%的单体晶是用提拉法生产的，主要用于大规模集成电路和超大规模集成电路的芯片。以硅为基础材料的器件已成为电子器件的主体。其发展动向一方面为器件的集成度不断提高，集成电路线宽（即电路最小特征尺寸）已达130nm以下。另一方面，硅单晶的直径、长度、纯度和完整性都在不断提高，目前已可提拉直径达12in（30mm）、高于1m、重达300kg的大单晶。国内3～5in（1in=2.54mm）硅单晶和晶片已产业化。生长单晶的设备以及晶片加工设备基本上由国外引进。目前，除硅晶片的表面质量与国外还存在一定差距外，主要还需要提高产品质量的稳定性。
（2）金刚石 金刚石是目前自然界中已知硬度最高的物质，金刚石具有优异的力学、热学、光学和电学性质，是发展现代工业、国防和现代科学技术的一种重要超硬材料。18世纪末，人们发现身价高贵的金刚石竟然是碳的一种同素异形体，从此，制备人造金刚石就成为了许多科学家的光荣与梦想。人造金刚石从20世纪40年代问世，经历了超硬材料（50～60年代）、工具应用（60～80年代）和功能材料（如金刚石薄膜）三个阶段，不断向前发展。金刚石的产量和消耗量一度成为衡量一个国家工业实力和技术进步的尺度之一。据不完全统计，2012年我国拥有用于金刚石生产的各类装备7000余台，年产各种型号的金刚石超过100亿克拉。超高压高温装置的缸径达ϕ850mm；金刚石生长腔体直径为ϕ55mm；单产200多克拉。据有关消息报道，世界上最早人工合成出金刚石的公司之一美国通用电器公司不再生产人工金刚石，现在只有爱尔兰、韩国、日本、印度、南非、瑞典、捷克、俄罗斯等少数几个国家生产，产量合起来估计在10亿克拉左右。中国产量约占世界90%，居世界首位。2014年度中国人工合成金刚石估计在193亿克拉，国外人工合成金刚石估计在15亿克拉。今后人工合成金刚石的发展趋势是解决批量合成出更大尺寸的宝石级单晶、提高工业用粗粒度金刚石品质和优质细粒级金刚石生产工艺技术。
（3）人工水晶 水晶作为理想的压电材料，是电子工业的支柱，此外它还是重要的光学材料和装饰宝石。人工水晶始于1905年，第二次世界大战前后由于电子通信技术的迅速发展，人工合成水晶有突飞猛进的发展；20世纪70年代，电子表问世，人工水晶迎来第二次高潮；80年代当按钮电话、无绳电话和移动电话兴起时，又出现了人工水晶第三次高潮。每隔3～5年，随着新电子产品的问世，人工水晶就掀起一个新高潮。人工水晶的发展与岁月相伴，高潮迭起，经久不衰。
（4）人造宝石 人造宝石品种多，用途广，难以全面归纳和统计，这里只侧重分析最重要的人造宝石——刚玉（α-Al2O3）系列。
刚玉宝石由于具有高强度、高熔点、化学惰性和多种光学特性等宝贵的物理性能，因此应用十分广泛。作为装饰宝石，掺上不同元素可制成名贵的天然红宝石、蓝宝石以及其他颜色的宝石和星芒宝石的仿制品；作为超硬材料广泛用作钟表工业耐磨轴承（红宝石）和永不磨损的高档表蒙（白宝石）；作为稳定的惰性材料可用作耐腐蚀的化学器皿、外延基片和医用植入材料；作为光学介质，宝石是性能优良的红外窗口材料；作为激光材料，红宝石是率先实现光受激发射的晶体，而钛宝石则是目前最好的可调谐激光晶体。
人造宝石的合成始于20世纪初，采用维涅尔法成批地生长数以吨计的宝石，可以说是最早的人工晶体产业。近百年来，根据应用要求不断发展的生长技术（如倒模法、热交换法、提拉法等），人造宝石一直在经久不衰地发展着。
我国合成立方氧化锆1982年试验，1983年投产，开始时每炉产量仅5kg，现在每炉生产400kg。由于炉子大，每个单晶也大（可达单晶2kg左右）。这样的生长炉2005年统计有205台，估算年生产能力达到12300t左右，但市场需求没有那么多，实际年生产量为6000t左右，居全世界第一。我国的熔法合成红宝石和蓝宝石、人造硼铝酸锶（俗称夜光玉）、用稀土改造的高折射率玻璃质宝石（俗称稀土玻璃）等产量都是世界第一。
（5）激光晶体与非线性光学晶体 激光晶体作为固体激光器的主体，从科学研究到工业生产，从军用到民用，应用范围很广。以YAG：Nd晶体为主的激光晶体，国外早已投入生产，在美国YAG：Nd晶体已形成产业，产品质量稳定，占领国外大部分市场。我国YAG：Nd生长单位不少，少数质量尚可满足国内需要，但批量质量长期上不去，在国际市场上缺乏竞争力，未形成产业，生长设备落后是其主要原因之一。用于频率转换的非线性光学晶体利用激光与晶体的相互作用产生的谐波、和频、差频和参量振荡等二阶非线性光学效应进行光的频率转换，扩展激光频率覆盖的光谱范围，这是非线性光学晶体最重要和成熟的应用。由于这类晶体是配合激光晶体应用的，而且品种多，用量相对来说不是很大，在国外并未形成产业。我国非线性光学晶体的生长虽有优势和规模，但由于分散，而且内部竞争激烈，在国际市场上所占的份额和竞争力也不是很强的。
需要指出的是，在我国晶体生长发展初期，发达国家对于重要晶体生长原理和技术是严格保密的。我国单晶硅、金刚石、水晶、红宝石和石榴石等晶体生长技术的研究和产业化是在自力更生的基础上，经过艰苦探索才取得突破。在产业化阶段，我国和工业发达国家仍有差距。