OPERA：由专家指导的推理智能体进行运算放大器设计，从规格到版图

从规格到签核版图的模拟电路流程几乎从不避免人工迭代。近期的大语言模型（LLM）智能体通过对器件尺寸进行优化器循环来确定电路尺寸，并止步于原理图阶段。我们提出 OPERA（由专家指导的推理智能体进行运算放大器设计），使用开源工具，让通用 LLM 智能体从规格开始设计 CMOS 运算放大器，直至完成后版图签核。首先，设计师向智能体教授 gm/ID 方法：将规格映射为跨导和最小电流，根据经过表征的查找表为各器件角色选择 gm/ID，并依据方程确定尺寸，仅保留少量待搜索参数，从而得到可解释的设计。其次，智能体学习 gLayout 框架和经指导的版图实践，并编写可复用的版图生成器，在设计师批准的检查节点上闭合版图与寄生提取循环。在 SKY130 中，该智能体设计了一个共用恒定 gm 偏置电路和六个运算放大器（5T、折叠式共源共栅和望远镜式 OTA；Miller、折叠式共源共栅和望远镜式两级运算放大器），目标为 fun ≥ 50 MHz、PM ≥ 60 度、驱动 1 pF 负载时 SR 为 25 V/μs，以及 30 至 60 dB 的最低直流增益。六种版图均通过 DRC 检查并与 LVS 匹配，其寄生提取网表在全部 15 个 PVT 角下均满足所有目标（fun ≥ 53.7 MHz、PM ≥ 62.1 度、SR ≥ 27.9 V/μs）。基准网表已发布于 https://github.com/AMPICLab/AMPICBench。