2017年中兴事件突发、中美贸易战常态化，很多现实赤裸裸扑面而来，或激愤或无奈，唯有放眼全球兼反观自身。“缺芯”让人心痛，人们对集成电路半导体赋予了更多紧迫的期待。不管局外人关注与否，在这个领域里一直有许多人在默默努力，有许多故事在不断发生。比如曹然先生创立的北京中电宏业科技有限公司，专注于以砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）材料为主的射频集成电路研发与销售。2018年末，寒冷袭卷北京，我们听他分享企业的成长，认识他。曹然是一个海归创业者，举止间有苏杭的文雅，眼中含着宁静的专注，言语里都是真诚的朴实。四十不惑归国创业，立足砷化镓（GaAs）射频芯片，切入光纤入户市场，贴近客户需求，提供定制化服务，走另一条“国产替代”之路。
人物简介曹然，1975年出生，2001年留学美国，长期从事射频集成电路开发工作，曾担任全球最大的砷化镓芯片制造公司美国RF Micro Devices（RFMD）设计师与项目负责人，领导开发了10多项砷化芯片产品并成功量产。客户包括，摩托罗拉、思科、诺基亚、博通等。2014年回国创立了北京中电宏业科技有限公司，专注于砷化镓、氮化镓材料为主的射频集成电路研发与销售。
（一）四十不惑，归国创业2014年是曹然人生的第40个年头，他做了一个重要决定——离开美国，回国创业。从2001年出国留学之后，他逐渐走进这个领域，并成为行业翘楚。归国创业的抉择对于曹然而言，是内在条件具备、外部环境成熟下的“水到渠成”。
2014年，在中国，《国家集成电路产业发展推进纲要》发布，国家集成电路产业投资基金（“大基金”）完成设立。虽然国内的集成电路半导体产业基础较之国际先进国家差距巨大，但是积极的宏观环境十分有利于半导体产业发展。而在美国，当时半导体已是名副其实的“成熟产业”，初创公司销声匿迹，龙头企业兼并不断。这一年，RF Micro Devices, Inc.（RFMD）和TriQuint半导体公司（TQNT）两家公司平等合并，这也正是当下全球射频芯片三大家之一Qorvo的来源。对比之下，在美国半导体是充分竞争的高科技产业，在中国则是朝阳产业，蒸蒸日上的势头不容抹*。
“喜欢折腾”的个性，不愿拘于舒坦日子的想法，对事业成就的期许，加上对大趋势的把握，曹然决定回国“做点事情”。他看好这个领域，来自他对市场的理性分析、对产品的精准判断。首先，中国是一个大市场。中国对集成电路的需求量始终占全球的1/3，自给率还不到10%，对外依赖相当严重，每年集成电路进口额超2000亿美元，其中射频芯片约占10%，即200亿美元，相当于1000多亿人民币。供需不平衡，需求充足、供应薄弱，“落后”往往也蕴藏着巨大的机会和无限可能。
图1. 2014-2017年中国集成电路进口额及同比增长率
数据来源：海关总署
（二）锁定砷化镓，觅得突破口自20世纪60年代以来，硅（Si）代替锗（Ge）占据了第一代半导体材料的主导地位，至今已成为应用范围最广的半导体材料。20世纪90年代，因移动通信、光纤通信的应用，第二代半导体材料逐渐登上舞台，其中以砷化镓（GaAs）技术最为成熟。而今，随着应用领域的扩大，氮化镓（GaN）为代表第三代半导体材料也受到越来越多的关注。
曹然创立北京中电宏业科技有限公司（简称，中电宏业），之所以立足砷化镓射频芯片，是综合考虑了产品发展的产业链基础、技术条件、市场需求、竞争环境等多方面因素。
首先，半导体产业复杂，完整的上下游供应链是基础，砷化镓（GaAs）技术成熟，能减少巨大的产业链风险。同时，相对成熟的技术条件，能快速产出有竞争力的产品向市场推广。其次，射频芯片市场体量大，中国的射频芯片95%以上靠进口，进口替代迫切性大。虽然全球化合物射频芯片设计呈现IDM 厂商（Skyworks、Qorvo、Avago）三寡头格局，三巨头在砷化镓领域共占据60%以上市场份额。而国内专注于砷化镓（GaAs）射频芯片，且拥有自主知识产权的企业较少，相对而言，国内企业竞争相对较小。再者，砷化镓射频芯片需求潜力大，未来可期，砷化镓（GaAs）射频芯片的应用范围极广，在移动通讯、高速光通讯、雷达卫星、无线物联网等领域发挥不可取代的作用。
在砷化镓（GaAs）射频芯片的诸多应用中，手机首当其冲。手机中的射频器件主要包括功率放大器（PA）、双工器、射频开关、滤波器（包括SAW与BAW两种）、低噪放大器（LNA）等等。归结起来，射频器件主要有射频滤波器、射频开关、PA芯片（功率放大器芯片）三大细分领域。PA（功率放大器）是手机中除主芯片外最重要的外围元件之一，影响着手机的信号强度、通信质量以及基站效率。目前95%由欧美厂商主导，国内有汉天下、中普微、锐迪科等PA厂商。但移动通讯市场的射频芯片在进口替代上竞争已白热化，已然一片红海。曹然避开手机市场，在射频芯片的领域里另辟蹊径。
（三）射频芯片定制化，另辟蹊径替代进口在国际市场上，射频芯片供应高度成熟和集中。目前砷化镓、氮化镓射频前端芯片几乎全部依赖进口，为保证信息安全，需尽快实现国产。由于芯片依赖进口，价格高，用户利润被挤压，用户需要性价比更好的产品。再者，进口芯片基本都是通用产品，国外厂商无法快速的满足国内用户定制化的需求。面对不断增长的市场需求，尤其是5G的发展，用户需要价格低、性能好，并且能满足定制化需求的射频芯片产品。
正是基于这些用户痛点，中电宏业建立了自己的三大核心优势——立足通过自主研发、实现自主可控，提高产品性价比、提升下游客户利润空间，主动贴近客户需求、提供定制化服务。经过慎重考虑，曹然选定光纤到户/广电网络应用为突破口。
首先，中电宏业拥有十多项自主知识产权，技术团队由芯片产业经验丰富并追求事业成功的高科技人才为主导，拥有自主知识产权和独立的研发能力，产品在性能上到达甚至超过国外同类产品，完全可以实现国产。
其次，中电宏业的产品性价比高。经过多年砷化镓芯片领域的深耕，建立并掌握了砷化镓芯片供应链，在产品打样、量产交期、议价能力等方面，具有明显优势。产品具有全市场最高的性价比，同等性能的产品，价格较进口降低一半以上，为客户实现利益最大化。
再者，中电宏业提供快速定制化服务，向客户提供国外厂商无法提供的定制化产品和服务。可以结合客户应用特点提供改进方案，定制开发满足客户需求的芯片。比如提供针光纤到户的应用需求，中电宏业为客户定制研发推出了三合一芯片，即在1颗芯片上实现3个功能，成本降低60%，帮助客户节省成本提高利润。
曹然坚信进口替代要通过创新实现，要真正满足客户的需求，解决客户的痛点，才是真正的进口替代，才能形成良好的合作生态。
（四）光纤到户、基站、WLAN等射频芯片产品量产在WLAN、无线基站、光通讯等射频芯片市场上的竞争几乎全都来自国外公司，如美国的Qorvo、MA/COM、Skyworks和韩国的Berex，Prewell等。国内参与竞争的企业寥寥无几。
短短三年时间内，中电宏业已经完成了一些列产品的研发设计、验证和量产，适用于基站、光纤到户、无线网络、无人机等。
主要的产品系列有：
1) 针对4G/5G移动基站，提供增益模块（Gain Block）ZD6018(20dB)、ZD3018(15dB)、ZD3010(10dB)、ZD6012(12dB)，功率放大器（PA）ZD7025(0.25W)、ZD7050(0.5W)、ZD7100(1W)、ZD7200 (2W)、ZD7400 (4W)，低噪声放大器（LNA）ZD6015、ZD6035、ZD3030，开关（SW）ZD5002(SPDT)、ZD5003(SP3T)、ZD5004(SP4T) ZD5006(SP6T)等茶农。
2) 针对光纤到户/CATV，提供低噪声放大器（LNA）ZD1003（20dB，NF1.8dB）、ZD1008（20dB，NF1.0dB），输出放大器（Output AMP）ZD1003（20dB）、ZD1025（25dB)、ZD1030（30dB）、ZD1068（Push-pull，20dB）等产品。
3) 针对无线网络产品802.11ac/ax，提供功率放大器（PA）ZD7018(18dBm)、ZD7020(20dBm)、ZD7023(23dBm)，低噪声放大器（LNA）ZD6015、ZD6035、ZD3030，前端模块（FEM）ZD7518(18dBm)、ZD7520(20dBm)、ZD7523(23dBm)，开关（SW）ZD5002(SPDT)、ZD5003(SP3T)、ZD5004(SP4T)、ZD5006 (SP6T)、ZD1025（25dB)、ZD1030（30dB）等。
截止2018年底，中电宏业已有13款产品量产出货。
其中已经量产出货的光纤到户/广电网络（FTTH/CATV）射频放大器系列产品7款，涵盖5MHz-3000MHz工作频率，典型应用场景有光纤入户接收机，有线电视信号放大模块、有线电视网络分配放大器，有线电视线路驱动放大器，射频驱动放大，DVB接收机，DOCSIS应用，DOCSIS 3.x 应用，FTTB/有线电视网络分配放大器，宽带增益模块等。
表1.已量产出货的光纤到户/广电网络（FTTH/CATV）射频放大器系列产品
已经量产出货的射频增益放大器（Gain Block）系列产品4款，涵盖5MHz-6000MHz工作频率，典型应用有频驱动放大，通用增益模块，无线通讯、无线网络、移动基站增益模块等场景。
表2. 已量产出货的射频增益放大器（Gain Block）系列产品
光纤入户光接收芯片系列 （FTTH Optical Receiver）已量产出货ZD2018，50MHz-1200MHz工作频率，输入光功率范围-15~-3dBm，3.3或5V工作电压，工作电流<200mA；差分输入输出，输出75Ω阻抗匹配；最大43dB增益，2dB带内增益平坦度；24dB增益控制范围；0-3V增益控制电压；QFN4x4-24封装。
WLAN/蓝牙/Zigbee功放（PA）、射频前端模块（FEM）系列已量产出货ZD2408，2400-2500MHz工作频率，2.4G功放；3V-5V 单电压供电；23dB增益；饱和输出功率Pout=21dBm @ 3V电压，=25dBm @ 5V 电压；Pout=15dBm，EVM<2.0 %，83mA@3V ；输入、输出50Ω匹配；关断后漏电流0.15uA ，开启电流30uA；DFN2x2 8PIN封装。典型应用场景有WLAN 802.11b/g/n移动设备，ZigBee 功率扩展设备，Bluetooth 功率扩展设备，2.4GHz音频设备，家庭和工业无线设备。
2019年中电宏业还将推出WLAN开关、WLAN FEM、WLAN功放、Small Cell开关、Small Cell 功放系列、无线物联网网关、5G小站功放、低噪放、开关系列产品。
下表.2019年将出货的产品系列及型号
