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功率半導體是控制電壓和電流的半導體，用于電機的驅動，以及直流·交流等功率轉換。由于其應用場景多，功率半導體和功率轉換器的小型化、高效化對實現碳中和社會而言必不可少。隨著功率半導體市場逐年擴大，控制功率半導體的驅動器IC其全球市場規模也從2017年的約1400億日元增長到2021年的約1800億日元^*2，預計未來還將繼續擴大。

目前市面上一般使用IGBT^*3和Si-MOSFET^*4等作為功率半導體元件。如何降低功率轉換時所產生的損耗成為課題。為此，具有低損耗特性的SiC-MOSFET^*5等下一代功率半導體正在開發中。下一代功率半導體可降低功率轉換器所產生的損耗，在實現高效化的同時便于散熱，且更小型化、輕型化。可是如采用與常規相同的電路方式進行控制，雖然降低了功率損耗，但更容易產生噪音。另外，由于散熱路徑變短小，萬一發生短路等故障，溫度瞬間升高，易導致半導體損壞。

有研究通過改進控制方法來降低下一代功率半導體的噪聲，但其靈活性有問題，因為功率半導體元件的電壓和電流狀態不同，降噪的最佳方法也不盡相同。另外，在常規方法中，對短路等故障檢測·保護功能需要系統設計者通過微處理機實現，存在固有的延遲而導致元件被損壞的風險。

東芝開發的混合模擬·數字電路的高性能單芯片柵極驅動IC來解決以上問題。一般，要實現與該IC同樣的高性能，需要使用信號轉換器、存儲器、運算電路、放大器電路等多個單獨的半導體元件。而該模擬·數字混合電路，使用模擬電路檢測功率半導體元件的電壓·電流，再根據檢測結果用數字電路切換控制方法，只需一個芯片即可實現最佳控制。且還搭載具有存儲控制方法的存儲器。

此外，在控制過程中，通過組合低速數字電路和高速模擬電路的分辨率來增強電路，僅在需要高速控制的部分使用模擬，實現了等效、精細的控制。

通過開發模擬波形預處理技術，從功率半導體的高速電壓·電流波形中，僅提取控制和故障檢測所需的特征，即便是低速模擬·數字轉換器也可快速完成故障檢測。由此，可以在不通過微機的情況下，檢測短路和其它故障并立即啟動保護。并且還可通過使用現有設備的低成本CMOS^*6工藝技術來實現。

浪涌電壓是產生噪音的主要因素之一。使用該IC控制1.2 kV的SiC-MOSFET功率半導體，在不增加功率損耗的情況下，可將浪涌電壓成功降低51%。理論上，若采用常規方法實現相同效果，電機驅動時的損耗就會增加；如果使用該IC，則可以降低25%的功率損耗。另外，在不使用微機的情況下，可用最短2微秒的速度成功檢測出故障。有望最大限度地提高下一代功率半導體的性能。