久期与凸性:衡量债券对利率的敏感度

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本课程讲解麦考利久期,即现金流的加权平均期限;介绍修正久期如何衡量价格对利率变动的敏感度,分析决定久期的因素,说明凸性在修正线性估算中的作用,并介绍免疫策略,配有完整例题解析 pass

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翻译者Editorial

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修订者Editorial

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在第4课中,你已经了解了跷跷板效应:利率上升,价格下跌。你也看到,期限会放大这一效应——在同一轮冲击下,5年期LTN下跌了8.5%,而1年期LTN只下跌了1.8%。于是,一个价值百万美元的问题悬而未决:能不能只用一个数字,预测一只债券会晃动多少?

可以。这个数字叫作久期(duration),它可能是全世界固定收益管理者最常用的概念。在本课中,你将学会如何计算久期,如何用它在几秒钟内估算损益,以及如何认识它的“出厂校正”——凸性(convexity)。这是目前为止本课程数学性最强的一课,也最能区分真正操作固定收益的人和只是投资固定收益的人。

1. 正确的问题:一只债券真正的期限是多少?

先来看一个谜题。两只债券都恰好在3年后到期:

债券A是一只LTN:到期时一次性支付R$ 1.000。

债券B每年年末支付R$ 100的票息,并在第3年返还R$ 1.100(本金+最后一期票息)。

两只债券都“在3年后到期”。但它们对利率的敏感度一样吗?当然不一样!债券B会提前返还部分资金——而提前收回的资金,暴露在利率变化下的时间更短。仅看期限,会产生误导。

麦考利久期(duration de Macaulay)修正了这一点:它是各笔现金流按其现值加权后的平均收款期限。它不再问“债券什么时候到期”,而是问“我的资金平均需要多长时间才能回到手中”。

一个立刻就能解决一半考试题的结论是:对于零息债券(如LTN),久期等于到期期限]——所有资金在最后一次性收回。对于附息债券,久期总是短于到期期限。

一只LTN(零息债券)恰好在4年后到期。它的麦考利久期是……

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答案:4年,与到期期限相同,因为只有一笔到期现金流——没有中间支付时,加权平均期限就是到期期限本身。这一等式只适用于零息债券。

2. 计算麦考利久期

我们来计算债券B的久期:每年支付R$ 100的票息,第3年返还R$ 1.100,市场利率为年利率12%。

第1步——计算每笔现金流的现值:

第1年:100 / 1,12 = R$ 89,29

第2年:100 / (1,12)² = R$ 79,72

第3年:1.100 / (1,12)³ = R$ 782,96

债券价格 = 各现值之和 = R$ 951,96

第2步——计算每笔现金流在债券价格中的权重:

第1年:89,29 / 951,96 = 9,4%。第2年:79,72 / 951,96 = 8,4%。第3年:782,96 / 951,96 = 82,2%。

第3步——按权重计算期限平均值:

D = 1 × 0,094 + 2 × 0,084 + 3 × 0,822 = 2,73年

解读:尽管债券将在3年后到期,但资金的“重心”位于2,73年处。就利率敏感度而言,这只债券就像一只2,73年期的LTN。

3. 修正久期:损伤放大器

麦考利久期衡量的是期限。要把它转换为价格敏感度,就要除以总利率,从而得到修正久期(duration modificada)

Dmod = D / (1 + i)

在本例中:Dmod = 2,73 / 1,12 = 2,44

下面是管理者整天都会使用的公式:

价格变动% ≈ − Dmod × 利率变动(以百分点计)

来测试一下:如果利率从12%上升到13%(+1个百分点),债券B的价格大约会下跌2,44 × 1 = −2,44%

再用完整计算验证:将三笔现金流按13%重新定价后,价格从R$ 951,96变为R$ 929,17,跌幅为−2,39%。久期估算只差了0,05个百分点。仅靠心算就能得到这样的结果,已经相当不错了——我们马上就会解释这点小差异从何而来。

回顾第4课:12%利率下的2年期LTN,其D = 2,Dmod = 2/1,12 = 1,79。在那一课的+2个百分点冲击下,估算跌幅为−3,57%;实际跌幅为−3,48%。计算结果是吻合的。

一只债券的麦考利久期为5年,交易利率为年利率10%。如果市场利率上升1个百分点,那么根据修正久期估算的价格跌幅约为……

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答案:4,55%——Dmod = 5/1,10 = 4,545;变动幅度≈ −4,545 × 1个百分点≈ −4,55%。选择5%是因为忘记除以(1+i):那是把麦考利久期当成修正久期使用,是最常见的错误。

4. 哪些因素会让久期上升或下降

三个调节器决定任何一只债券的久期:

期限:到期期限越长,久期越大。(主导因素。)

票息:票息越大,久期越小——更多资金会提前返还,资金重心也会向前移动。因此,NTN-B Principal(零息)比同期限、带半年付息的NTN-B更敏感。

市场利率:利率越高,久期越小——更重的折现会压低远期现金流的现值,将资金重心拉向近端。

现在,你已经掌握了解释第5课悖论的全部词汇:NTN-B 2060之所以大幅波动,是因为它同时具备极长的期限较低的票息(Principal甚至没有票息)——这正是巴西市场最大久期的配方。

两只债券拥有相同的发行人、相同的利率,并且都在10年后到期。债券X支付丰厚的半年期票息;债券Y为零息债券。关于它们对利率的敏感度,正确的说法是……

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答案:Y更敏感,因为它的久期大于X——零息债券的久期=10年;票息丰厚时,资金会提前返还,久期会明显低于10年。到期期限相同并不意味着风险相同:这就是本课的核心信息。

5. 凸性:对你有利的曲率

估算跌幅−2,44%与实际跌幅−2,39%之间的差异从何而来?久期是在价格×利率的关系上画出一条切线。但真实关系是一条曲线——一条凸曲线,腹部朝下。

实际意义非常优雅:当利率变动幅度较大时,久期这条直线会夸大损失并低估收益。利率上升时,实际价格跌幅小于久期的预测;利率下降时,实际价格涨幅大于久期的预测。

换句话说:凸性是投资者的朋友。两只债券久期相同的情况下,凸性更高的债券在两种情形下表现都更好——因此,市场愿意为它支付稍高的价格。对于较小的冲击(最高约1个百分点),单靠久期就够用了;对于较大的冲击,管理者会在估算中加入凸性调整。

某位管理者根据修正久期估算,一只债券在利率大幅上升时将下跌8%。考虑凸性效应后,实际跌幅往往会……

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答案:小于8%,因为价格曲线是凸的——久期这条直线会高估跌幅、低估涨幅。在大幅冲击下,凸性总会“返还”一部分估算出的损失。

6. 实际用途:免疫与管理

久期不只是温度计,也是方向盘。市场上有两种主要用途:

免疫:如果投资者有一项确定日期的资金义务(例如5年后支付R$ 10 million),就会构建一套久期等于负债期限的投资组合。这样,两个方向相反的风险就会相互抵消:利率上升时,投资组合价格下跌,但现金流再投资将获得更高收益;利率下降时,价格上涨,抵消再投资收益变差的影响。最理想的情况是期限匹配的零息债券:用一只5年期LTN匹配一项5年期负债,从结构上消除问题。这就是养老基金以及第5课中Beatriz所采用的逻辑。

主动管理:预计利率下降的人会延长投资组合久期(增加长期NTN-B和长期固定利率债券),以捕捉价格上涨;预计利率上升的人则会缩短久期(增加LFT和短期债券)。投资组合久期其实就是各只债券久期按其持仓价值加权后的平均值——用一个数字概括数百万资金分散在不同债券中的风险。

“久期是固定收益投资的方向盘:它无法改变利率这条道路,却决定每个弯道会把乘客摇晃到什么程度。”

- 管理台总结

7. 总结全部内容

本课的核心内容:

麦考利久期是按现值加权后的现金流平均期限——也就是资金的“重心”。对于零息债券,久期=期限;对于附息债券,久期总是更短。

修正久期(D/(1+i))将期限转换为敏感度:ΔP% ≈ −Dmod × Δ利率

久期随期限增长,并随票息增加和利率上升而下降

凸性修正了久期这条直线:实际损失小于线性估算,实际收益大于线性估算——因此凸性是受欢迎的特征。

免疫让投资组合久期与负债期限匹配;主动管理则在预期利率下降时延长久期,在预期利率上升时缩短久期。

下一课,我们将把固定收益部分的所有内容串联起来——市场定价、久期和收益率曲线——进入策略与风险管理:专业人士如何构建、保护并压力测试一套真正的固定收益投资组合。

课堂讨论练习

有明确日期的保险箱。让我们一起来思考。

一家公司的财务部门必须在恰好5年后支付R$ 10 million(一笔自有债券到期)。这笔资金已经存在,并且正在进行投资。三位董事分别主张三种策略:

董事A:“LFT。没有惊吓,跟随Selic利率,安心睡觉。”

董事B:“到期日为5年的LTN,与付款期限匹配。今天锁定利率,然后不再操心。”

董事C:“NTN-B 2045,久期约为12年。未来几年利率将大幅下降;我们要乘上价格上涨的东风,赚出足够的钱来偿还债务。”

与小组讨论:

(a) 每种策略的久期分别是多少(近似值)?哪一种策略对5年期负债实现了免疫?

(b) 董事A的策略看起来最安全。假设Copom将Selic利率削减一半,考虑5年后资金的累计价值,这一策略暗中承担着什么风险?

(c) 如果董事C的判断正确,利率下降2个百分点,估算(通过久期)他的头寸将获得多少收益。如果他判断错误,利率上升2个百分点,偿还债务的能力会发生什么变化?

(d) 为什么策略B被称为“通过构建实现”的免疫?是什么让它既能抵御利率上升,也能抵御利率下降?

(e) 是否存在某种情形,使得财务部门选择C具有合理性?风险管理与下注之间的区别是什么?

给教师的指导:(a)A:久期 ≈ 0(每日后定、价格几乎不敏感);B:久期 = 5(零息债券)= 期限 → 已实现免疫;C:久期 ≈ 12,与负债错配 +7 年。(b)再投资风险:LFT并不能锁定任何利率——如果Selic减半,5年后累积的金额可能低于预期;价格安全不等于目标安全。(c)收益 ≈ +2 × 12 = +24%(经过微调后会略低一些,但凸性有利会带来额外收益);反向情景下约为 −24%:公司可能在第5年到来时仍凑不齐R$ 10 milhões——这是偿付能力风险,而非波动风险。(d)5年期零息债券会在负债到期的确切日期交付恰好R$ X:既不需要再投资,也不需要提前出售——两条风险渠道会同时消失。(e)只有当公司有意识地划出一笔风险资本用于押注,并设定限额和止损时才可以这样做——而那已经不是用于偿付负债的资金了。结论:资金管理部门应使久期与负债相匹配(对冲);用别人的钱进行久期错配,就是在做主动管理——区分两者的道德与技术边界,在于授权范围的大小。

练习

1)(原创题——CESGRANRIO风格)一只3年期到期的LTN(零息债券),其麦考利久期为:

A) 3年。

B) 少于3年,因为现金流经过折现。

C) 多于3年,因为采用复利计算。

D) 1.5年,为期限的一半。

E) 如果不知道市场利率,就无法确定。

2)(原创题——CESGRANRIO风格)一只债券的麦考利久期为5年,按年利率10%交易。其修正久期约为:

A) 4.55。

B) 5.00。

C) 5.50。

D) 4.00。

E) 0.50。

3)(原创题——CESGRANRIO风格)一只修正久期为6的债券,市场利率上升0.5个百分点。根据久期估算,其价格约变动:

A) −3.0%。

B) −6.0%。

C) +3.0%。

D) −0.5%。

E) −12.0%。

4)(原创题——FGV风格)一只债券每年支付R$ 100,00的票息,并在2年后返还R$ 1.100,00(本金加最后一期票息)。按年市场利率10%计算,其价格为R$ 1.000,00,各期现金流的现值分别为R$ 90,91(第1年)和R$ 909,09(第2年)。该债券的麦考利久期约为:

A) 1,91年。

B) 2,00年。

C) 1,50年。

D) 1,10年。

E) 2,10年。

5)(原创题——FGV风格)在其他因素保持不变的情况下,一只固定收益债券的麦考利久期:

A) 票息率上升时缩短。

B) 票息率上升时延长。

C) 与票息率无关。

D) 到期日延后时缩短。

E) 始终等于到期期限。

6)(原创题——CESGRANRIO风格)一只养老金基金需要在8年后支付一笔集中到期的福利,并希望使其固定收益投资组合免受利率波动影响。为此,应将投资组合构建为:

A) 久期约为8年,与负债期限相同。

B) 久期尽可能短,集中投资于LFT。

C) 久期尽可能长,以最大化凸性。

D) 所有债券最迟在1年内到期,并不断滚动持仓。

E) 投资组合中只包含到期日在20年以上的固定利率债券。

7)(原创题——CEBRASPE风格,判断题)判断下述说法:“由于价格与利率之间存在凸性关系,面对利率大幅上升时,一只固定利率债券的实际损失往往会大于修正久期所估算的损失。”

( )正确 ( )错误

8)(原创题——CEBRASPE风格,判断题)判断下述说法:“固定收益投资组合的久期,可以按各债券在投资组合价值中的占比,对构成投资组合的各债券久期进行加权平均后得到。”

( )正确 ( )错误

答案

1) A——零息债券只有一笔在到期日支付的现金流,因此加权平均期限就是债券本身的期限。久期 = 3年,与利率无关。

2) A——Dmod = D/(1+i) = 5/1,10 = 4,545。忘记除以(1+i)就会选B——这是最典型的错误。

3) A——ΔP% ≈ −Dmod × Δi = −6 × 0,5 = −3,0%。负号表示:利率上升,价格下跌(第4课讲的跷跷板关系,现在用数字表示出来了)。

4) A——权重为:第1年的90,91/1.000 = 9,09%,第2年的909,09/1.000 = 90,91%。D = 1 × 0,0909 + 2 × 0,9091 = 1,909年。由于存在票息,久期低于2年的到期期限。

5) A——更高的票息意味着更早收到更多资金,会把现金流的重心拉近,因此久期缩短。期限越长,久期越长(D项说反了);而“久期 = 期限”只适用于零息债券(E项)。

6) A——免疫就是使投资组合久期与负债期限(8年)相匹配:价格风险与再投资风险将相互抵消。缩短久期(B项)虽然能保护价格,却会将再投资风险暴露无遗。

7) 错误——恰恰相反:在利率上升时,凸性会使实际价格跌幅小于久期直线所预测的跌幅(而在利率下降时,涨幅会更大)。曲线弯曲的特性有利于投资者。

8) 正确——投资组合久期是各项资产久期按其市场价值加权后的平均值——投资组合管理部门正是通过这种方式,用一个数字概括整个投资组合的利率风险。

话题

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