סיליקון קרביד (SiC) הוא חומר קרמי הגדל לעתים קרובות כגביש יחיד עבור יישומי מוליכים למחצה. בשל תכונות החומר הטבועות שלו וצמיחת הגביש היחיד, זהו אחד מחומרי המוליכים למחצה העמידים ביותר בשוק. עמידות זו משתרעת הרבה מעבר לפונקציונליות החשמלית שלה.

עמידות פיזית

העמידות הפיזית של SiC מומחשת בצורה הטובה ביותר על ידי בחינת היישומים הלא אלקטרוניים שלה: נייר זכוכית, כדורי אקסטרוזיה, לוחות אפוד חסיני כדורים, דיסקי בלמים בעלי ביצועים גבוהים ומציתי להבה. SiC ישרוט חפץ בניגוד להישרט בעצמו. כאשר משתמשים בדיסקי בלמים בעלי ביצועים גבוהים, עמידותם בפני שחיקה לטווח ארוך בסביבות קשות עומדת למבחן. לשימוש כלוח אפוד חסין כדורים, SiC חייב להיות בעל חוזק פיזי ופגיעה גבוה כאחד.

עמידות כימית וחשמלית

SiC ידוע באינרטיות הכימית שלו; הוא אינו מושפע אפילו מהכימיקלים האגרסיביים ביותר, כגון אלקליות ומלחים מותכים, אפילו כאשר הוא חשוף לטמפרטורות גבוהות כמו 800 מעלות צלזיוס. בשל עמידותו בפני התקפה כימית, SiC אינו קורוזיבי ויכול לעמוד בסביבות קשות כולל חשיפה לאוויר לח, מי מלח ומגוון כימיקלים.

כתוצאה מפער האנרגיה הגבוה שלו, SiC עמיד מאוד בפני הפרעות אלקטרומגנטיות והשפעות ההרס של קרינה. SiC גם עמיד יותר בפני נזקים ברמות כוח גבוהות יותר מאשר Si.

עמידות בפני הלם תרמי

העמידות של SiC בפני זעזועים תרמיים היא מאפיין חשוב נוסף. כאשר חפץ נחשף לשיפוע טמפרטורה קיצוני, מתרחש הלם תרמי (כלומר, כאשר חלקים שונים של חפץ נמצאים בטמפרטורות שונות באופן משמעותי). כתוצאה משיפוע טמפרטורה זה, קצב ההתפשטות או ההתכווצות ישתנה בין הקטעים השונים. הלם תרמי עלול לגרום לשברים בחומרים שבירים, אך SiC עמיד מאוד בפני השפעות אלו. ההתנגדות להלם תרמי של SiC היא תוצאה של מוליכות תרמית גבוהה (350 W/m/K עבור גביש בודד) והתפשטות תרמית נמוכה בהשוואה לרוב המכריע של חומרים מוליכים למחצה.

אלקטרונית SiC (למשל, MOSFETs ודיודות Schottky) משמשות ביישומים עם סביבות אגרסיביות, כגון HEVs ו-EVs, בגלל העמידות שלהם. זהו חומר מצוין לשימוש ביישומי מוליכים למחצה הדורשים קשיחות ואמינות בשל החוסן הפיזי, הכימי והחשמלי שלו.