Le silicium est extrêmement abondant dans la croûte terrestre, toujours sous forme d'oxydes. La forme pure (au-delà de 99%) du dioxyde de silicium (SiO2) a été à l'origine de la révolution électronique et informatique des années 1970 à 90, grâce à ses propriétés de semi-conducteur, qui lui ont ouvert la voie royale des micro-processeurs. C'est dans cet univers qu'il a été étudié de fond en comble avant que l’horlogerie ne se penche sur son cas.
Dans les années 2000, le laboratoire CSEM a lancé un programme d'études visant à explorer les qualités du silicium monocristallin, qui abouti à un dépôt de brevet en 2002. Ce programme s'est ensuite associé à un consortium de marques (Rolex, Patek Philippe et Swatch Group), qui ont obtenu la licence de fabrication et d'exploitation des brevets liés au silicium horloger. En parallèle, dès 2001, Ulysse Nardin, avait lancé une montre équipée d'organes réglants en Silicium, la Freak.
Lorsqu'il est assez pur et après avoir subi un processus de fabrication en salle blanche très proche de celui des micro-processeurs, le silicium est léger, élastique et à mémoire de forme. Il est amagnétique et inoxydable. Il ne se dilate pas avec les changements de température. Il est extrêmement lisse donc génère peu de friction et quasiment pas d'usure. Pour le lubrifier, il suffit de l'humidité ambiante d'un atelier horloger. Et enfin, il est fabriqué par le procédé DRIE. On peut lui donner la forme que l'on veut, même la plus folle et improbable, de manière répétitive et industrielle. Son vrai inconvénient est qu'il est cassant si on le déforme dans une dimension non prévue (verticale pour une pièce plane par exemple).
Le lieu d'utilisation principal du silicium est l'organe réglant. Le spiral, l'ancre, la roue d'ancre sont les trois composants qui bénéficient le plus de ses apports. En effet, c'est là que les questions de poids, de dilatation, de magnétisme et de friction sont les plus importantes et dommageables. Rolex s'en sert pour les spiraux de ses montres féminines, sous le nom Syloxi. Patek Philippe l'utilise sous le nom de Silinvar, d'abord pour ses spiraux Spiromax, mais aussi pour les autres composants dans des séries limitées de type Advanced Research, qui sont les pionnières d'usages et de forme de composants qui sont par la suite introduits dans les gammes courantes.
Le Swatch Group distribue ce type de composants dans presque toutes ses marques, quel que soit leur niveau de gamme. Breguet y a droit, ce fut même un pionnier, mais aussi Tissot. Enfin, Ulysse Nardin et Sigatec produisent des composants d'organe réglants en quantités industrielles qu'elle met à disposition de qui le souhaite. C'est à dire Ulysse Nardin en premier lieu, mais aussi les autres marques qui n'appartiennent pas au club de celles citées ci-dessus.
Dans un premier temps, l'enjeu a été technologique. Il fallait créer des méthodes de production de masse adaptées à l'utilisation horlogère. Ce qui s'est traduit par des formes plutôt simples, planes et génériques. Car après tout, une roue d'ancre n'a pas besoin d'une géométrie farfelue pour fonctionner. Idem pour un spiral, dont les caractéristiques dans l'espace sont bien connues. Puis est venue une seconde phase, toujours active, toujours prometteuse, celle des formes nouvelles.
L'un des avantages du silicium est qu'il est facile à prototyper. Comme il est fabriqué grâce à un processus qui ressemble à un dessin sur une feuille, il suffit de changer le dessin et de le passer dans le même four, sous la même lumière que n'importe quel autre. On est loin de la complexité liée à la formulation, à la fonte, à la trempe, à la mise en forme et à l'usinage d'un alliage d'acier. Il est donc possible de jouer avec le silicium pour en exploiter toutes les qualités.
On a ainsi vu apparaître des formes incroyables, inclassables. Ce fut d'abord Girard-Perregaux et son Echappement Constant en 2008, où une composant en forme de papillon extraterrestre s'interpose entre ancre et roues d'ancre pour y lisser la transmission d'énergie. Il s'est avéré proprement pionnier avec un principe de fonctionnement qui a depuis explosé, celui des composants flexibles. Puis Ulysse Nardin a proposé son Échappement à ancre Constant Ulysse Anchor Escapement, aux bénéfices identiques mais selon une géométrie plus compacte.
En 2017, Zenith a bénéficié de la recherche conjointe du CSEM et TAG Heuer, ce qui s'est traduit par l'introduction de la Zenith Defy Lab. Là le composant en silicium n'est pas que fonctionnel, il est aussi démonstratif. Il occupe presque toute la surface du cadran, une nécessité lié à la multiplicité de ses rôles. En effet, ce système utilise une seule pièce pour effectuer les fonctions normalement dévolues à l’organe réglant entier, le tout à la fréquence de 15 Hz.
Le silicium est entré partout dans les montres. Il est étudié pour les autres ressorts, comme les ressorts moteurs, auxquels il peut conférer son élasticité facile à contrôle et durable. Il sert à réaliser des formes très complexes et multidimensionnelles, comme les roues carrées et en forme de trèfle de la Maurice Lacroix Masterpiece Square Wheel. Il sert également à recouvrir des pièces métalliques pour y diminuer les frictions. On peut le souder et le recouvrir de diamant monocristallin. La liste n'est pas exhaustive et elle ne cesse de s'allonger.
