Le silicium a changé la hiérarchie des matériaux en horlogerie plus que toute autre innovation de ces cinquante dernières années. Ce n'est pas un métal : c'est un semi-conducteur cristallin, le même à la base des semiconducteurs, et cette origine industrielle explique pourquoi les composants en silicium se produisent avec la technologie MEMS — Micro-Electro-Mechanical Systems — les mêmes procédés utilisés pour les puces. En atelier, les pièces en silicium se reconnaissent immédiatement : surface légèrement iridescente, couleur variant de l'anthracite au violet selon l'épaisseur, arêtes nettes qui n'existeraient pas avec l'usinage traditionnel.
Les avantages techniques sont quatre et ils s'ajoutent. Le silicium est environ un tiers plus léger que l'acier, ce qui réduit l'inertie dans les composants oscillants et abaisse la consommation énergétique de l'échappement. Il est diamagnétique : les champs magnétiques ne le perturbent pas, contrairement à l'acier qui s'aimante et altère la fréquence du balancier. Il ne corrode pas et ne nécessite pas de lubrification, ou en nécessite des quantités minimes, ce qui prolonge les intervalles de révision. Enfin, le coefficient de dilatation thermique est faible et stable : le spiral conserve ses propriétés élastiques même avec des variations de température qui rendraient inutilisable un mouvement traditionnel.
Les domaines d'application sont trois. Le spiral — appelé Silinvar par Patek Philippe, Syloxi par Rolex dans le calibre 2232 et dans les mouvements 1908 et Land-Dweller — est le composant où les bénéfices thermiques et magnétiques pèsent le plus. L'échappement — roue d'échappement et ancre — est le point où le silicium réduit le frottement de manière la plus mesurable : Rolex dans le calibre 7135 avec l'échappement Dynapulse revendique un gain d'efficacité d'environ 30% par rapport à l'échappement suisse conventionnel, obtenu aussi grâce à un mécanisme d'impulsion via pignon intermédiaire. Ulysse Nardin a ajouté un traitement de surface semblable au diamant avec la technologie DIAMonSIL, augmentant encore la dureté. Le troisième domaine est plus rare : Girard-Perregaux dans le Neo Constant Escapement a tiré d'une lame de silicium de seulement 14 microns un dispositif à force constante intégré dans l'ancre elle-même, exploitant le phénomène du flambement — la lame se fléchit et retourne à sa forme originale en libérant une énergie uniforme pendant toute la durée de la réserve de marche.
La limitation principale du silicium est la fragilité aux chocs transversaux : il est dur mais peu tenace, il s'écaille au lieu de se déformer. Pour cette raison, certains constructeurs associent les composants en silicium au titane ou à des alliages amagnétiques comme le Nivagauss pour les pièces soumises à des sollicitations mécaniques plus violentes. Je ne connais pas de cas documentés de réparation en atelier artisanal de composants MEMS en silicium : on les remplace, on ne les répare pas.