第 14 章 · 例题与概念

互换

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例题(9)
例 1

企业用利率互换把浮动利率贷款转换为固定

背景。 某制造企业 A 从银行借入 \(5\) 年期贷款 \(P=\,5\,000\) 万元,利率为 LPR 1Y 加 50 bp。假设当前 LPR 1Y 为 \(3.00\%\),初始贷款利率约 \(3.50\%\)。企业担心未来 LPR 上升导致利息支出增加,希望锁定融资成本。

操作。 企业 A 与银行 B 签订一份名义本金 \(P=\,5\,000\) 万元、期限 \(5\) 年、半年付息的利率互换:

  • 企业 A 支付固定利率 \(s=3.40\%\)(市场报出的 \(5\) 年互换利率);
  • 银行 B 支付浮动利率 LPR 1Y(按当期 LPR 计算)。

合成结果。 企业 A 从银行的实际现金流:贷款利息 \(=\text{LPR 1Y}+50\text{ bp}\);利率互换现金流 \(=\text{固定 } 3.40\%-\text{浮动 LPR 1Y}\);合并后净支付 \(=3.40\%+50\text{ bp}=3.90\%\)。在贷款利差不变、互换合约有效履行且不考虑保证金和信用成本的前提下,企业的实际融资成本被锁定在 \(3.90\%\)。

投资学含义。 利率互换让企业把“利率风险”切割转移给金融市场,这是利率衍生品最基础的应用。2019 年 LPR 改革后,LPR 挂钩利率互换为企业管理贷款利率风险提供了更直接的工具

例 2

银行用利率互换调整资产负债久期

背景。 某商业银行 C 持有 \(\,P=\,30\) 亿元 \(10\) 年期国债(固定票息 \(2.80\%\)),但负债端是短期浮息同业存款(约 1 年期)。资产久期约 \(8.5\) 年、负债久期约 \(1\) 年;若市场利率上升 \(100\) bp,债券资产将下跌约 \(8.5\%\)(约 \(2.55\) 亿元)。

操作。 银行 C 与清算所对手方签订名义本金 \(P=\,30\) 亿元、期限 \(8\) 年、季付息的利率互换:

  • 银行 C 支付固定利率 \(s=2.95\%\);
  • 对手方支付浮动 FR007 加利差

对冲结果。 银行 C 通过利率互换把固定利率国债“合成”为更接近浮动利率的资产;若利率上升,国债浮亏可被利率互换浮盈部分对冲;若利率下降,则反向变化。资产端有效久期会被显著压缩,但实际效果取决于互换期限、参考利率、债券现金流和收益率曲线变化是否匹配。

投资学含义。 银行用利率互换做久期管理,是债券投资、资产负债管理和利率风险管理之间最典型的连接点。衍生品可以把资产端久期和负债端重定价周期重新组合,因此常常服务于真实资产负债管理,而不只是投机交易。

例 3

1981 IBM-世界银行跨币种互换:现代互换的起点

背景。 1981 年,IBM 已有德国马克和瑞士法郎债务,希望换成美元负债以匹配其美元收入并锁定美元升值带来的账面收益。常见案例教材把德国马克部分列为约 \(\$\,2.1\) 亿等值、瑞郎部分列为约 \(\$\,0.8\) 亿等值,合计方案约 \(\$\,2.9\) 亿;金融新闻回顾则常用世界银行 \(5\) 年期 \(\$\,2.1\) 亿美元票据概括这笔交易。世界银行则相反,它在美国市场发行美元债,但希望持有瑞士法郎和德国马克负债(这两种货币利率较低)。

操作。 所罗门兄弟撮合两方达成跨币种利率互换:

  • IBM 把德国马克和瑞士法郎债务及其汇率风险传递给世界银行;
  • 世界银行把美元固定利率债务(约 \(16\%\),处于 1981 年保罗·沃尔克高利率时代)传递给 IBM;
  • 双方按当时汇率“合成”出对方所需的负债结构。

结果。 IBM 把德国马克和瑞士法郎债务的现金流“合成”为美元固息债务,并锁定了汇率收益;世界银行把美元高息债务“合成”为低息瑞士法郎和德国马克债务,降低了借款成本。两家都通过“比较优势”获得了直接发行无法获得的融资条件,这是比较优势思想在金融市场中的一个具体应用。

制度史意义。 这一交易把“两家机构在各自市场取得更优融资条件,再用私下协议互换现金流”的安排做成可重复的市场产品。从此互换市场进入快速扩张阶段,并逐渐成为全球场外衍生品市场中最主要的产品家族之一。

例 4

航空公司燃油商品互换的月度结算

背景。 某航空公司预计未来一个月需要 \(10\) 万桶航油,担心油价上升。它与银行签订一份以 Brent 月均价为浮动端的商品互换:航空公司支付固定价 \(\$\,82\)/桶,银行支付 Brent 月均价,名义数量 \(10\) 万桶,现金差额结算,不交割实物。

结算。 若当月 Brent 月均价为 \(\$\,88\)/桶,银行向航空公司支付 \[ (88-82)\times100\,000=\$\,600\,000. \] 这笔现金流抵消了航油采购成本上升。若月均价为 \(\$\,76\)/桶,则航空公司向银行支付 \[ (82-76)\times100\,000=\$\,600\,000, \] 相当于放弃油价下跌带来的部分好处。

解读。 商品互换把“采购价格不确定”换成“固定价格加对手方信用敞口”。与期货相比,它可以按企业实际用量、结算指数和期限定制;与实物采购合同相比,它只交换现金差额,不改变实物流和供应商关系。

例 5

5 年期利率互换的平价利率定价(含贴现因子表)

背景。 当前零息收益率曲线(线性插值):\(1\)Y \(2.50\%\)、\(2\)Y \(2.65\%\)、\(3\)Y \(2.80\%\)、\(4\)Y \(2.90\%\)、\(5\)Y \(3.00\%\);\(0.5\)Y 按 \(1\)Y 利率近似为 \(2.50\%\),\(1.5/2.5/3.5/4.5\)Y 用线性插值得到(\(1.5\)Y \(2.58\%\)、\(\dots\)、\(4.5\)Y \(2.95\%\))。求 \(5\) 年期、半年付息、\(N=10\) 个支付日利率互换的平价互换利率 \(s^*\),名义本金 \(P=\,1\) 亿元。

贴现因子表(用 \(D_i=e^{-r_it_i}\) 连续复利):

\renewcommand{\arraystretch}{1.10}

cccc|cccc@{}} 2526(年)27282930(年)3132
10.52.50%0.987663.02.80%0.9194
21.02.50%0.975373.52.85%0.9050
31.52.58%0.962084.02.90%0.8905
42.02.65%0.948494.52.95%0.8757
52.52.73%0.9342105.03.00%0.8607

合计:\(\sum_{i=1}^{10}D_i\approx 9.2589\),\(D_{10}\approx 0.8607\)。

代入 (见教材): \[ s^{*} = \frac{1-D_{10}}{\tau\sum_{i=1}^{10}D_i} = \frac{1-0.8607}{0.5\times 9.2589} = \frac{0.1393}{4.6294} \approx \mathbf{3.01\%}. \]

解读。 互换利率 \(s^*\approx 3.01\%\) 接近 \(5\) 年零息利率 \(3.00\%\),但略高。这是利率互换定价对收益率曲线形态的反应:\(s^*\) 可理解为未来各支付日隐含远期利率的现值加权平均。在上升曲线下,远期利率的加权平均通常会高于即期 \(5\) 年利率。需要提醒读者:利率互换报价曲线反映的是市场在风险中性测度下的远期利率和风险溢价,并不等同于对未来政策利率的确定预测。

例 6

已建仓利率互换的中途估值(市场利率上升后)

背景。 一年前(\(t=-1\)),某企业与银行签订一份名义本金 \(P=\,1\) 亿元、原始期限 \(5\) 年的固定付方利率互换:企业付固定 \(s=3.01\%\)、银行付浮动 FR007。当时合约价值为零(平价互换)。一年后市场利率整体上升约 \(90\) bp,新的零息曲线(连续复利):\(0.5\)Y \(3.30\%\)、\(1\)Y \(3.40\%\)、\(2\)Y \(3.55\%\)、\(3\)Y \(3.70\%\)、\(4\)Y \(3.80\%\)(剩余 \(M=8\) 个半年支付日,期限 \(4\) 年)。求企业利率互换头寸的当前市场价值。

剩余期贴现因子(用 \(D_j'=e^{-r_jt_j}\)):

\renewcommand{\arraystretch}{1.10}

cccc|cccc@{}} 1819202122232425
10.53.30%0.983652.53.625%0.9136
21.03.40%0.966663.03.700%0.8950
31.53.475%0.949273.53.750%0.8772
42.03.550%0.931584.03.800%0.8590

\(\sum_{j=1}^{8}D_j'\approx 7.3757\),\(D_8'\approx 0.8590\)。

应用 (见教材): \begin{align*} V_{\text{固定付方}} &= P(1-D_8') - s\,P\,\tau\sum_{j=1}^{8}D_j' \\ &= 10\,000\,\text{万}\times(1-0.8590) - 0.0301\times 10\,000\,\text{万}\times 0.5\times 7.3757 \\ &= 1\,410\,\text{万} - 1\,110\,\text{万} \\ &\approx +\mathbf{300\,\text{万元}}. \end{align*}

解读。 由于市场利率上升 \(90\) bp,企业当初锁定的固定利率 \(3.01\%\) 现在显著低于新市场水平(约 \(3.7\%\)),企业固定付方头寸获得约 \(300\) 万元正价值,相当于其名义本金 \(P=1\) 亿元的约 \(3.0\%\)。这一价值对企业有三层意义:(1)会计上,互换通常需要公允价值计量;若不适用套期会计,公允价值变动通常进入损益,若符合套期会计条件,则按公允价值套期或现金流量套期的规则列报;(2)风险管理上,若企业想“平仓”以锁定收益,可按当前市场价值与银行结清;(3)现金流上,在附带担保品安排或集中清算的情形下,正价值会体现为变动保证金或抵押品收付;若没有担保品安排,则会转化为对手方信用敞口。

反向情形(利率下降 \(90\) bp):\(V_{\text{固定付方}}\) 会变为约 \(-300\) 万元,企业当初锁定的固定利率高于新市场水平,固定付方头寸出现负价值。这一中途估值机制是衍生品市场“逐日盯市”的实质,它让长期合约的市场风险被实时量化和管理

例 7

USD/JPY 货币互换的完整定价

背景。 某美元投资者考察一份 \(5\) 年期 USD/JPY 货币互换:期初按当前汇率交换本金 \(¥\,10\) 亿 \(\leftrightarrow\) \(\$\,670\) 万(即 \(¥\,1=\$\,0.0067\),\(\$\,1=¥\,149.25\)),中间双方半年付固定利息,期末按相同汇率换回本金。已知美元 \(5\) 年零息利率 \(r_{\$}=4.00\%\)、日元 \(5\) 年零息利率 \(r_{¥}=0.80\%\)(连续复利、近似平坦曲线)。设日元固定利率 \(s_{¥}=1.00\%\)(市场报价),求美元固定利率 \(s_{\$}\) 使货币互换初始价值为零。

付息口径。 固定利率均为年化报价,半年付息时每期票息为“名义本金 \(\times\) 年化固定利率 \(\times 0.5\)”。

各支付日(半年付,\(N=10\))的现金流

  • 美元利息端:\(C_i^{\$}=s_{\$}\times \$\,670\,\text{万}\times 0.5\),\(i=1,\dots,10\);
  • 日元利息端:\(C_i^{¥}=0.005\times ¥\,10\,\text{亿}=¥\,500\,\text{万}\),\(i=1,\dots,10\);
  • 期末本金:双方按原汇率换回(即美元侧 \(\$\,670\) 万、日元侧 \(¥\,10\) 亿)。

贴现因子合计(连续复利、平坦曲线):

\[ \sum_{i=1}^{10}D_i^{\$}=\sum_{i=1}^{10}e^{-0.04\times 0.5i}\approx 8.973; \quad \sum_{i=1}^{10}D_i^{¥}=\sum_{i=1}^{10}e^{-0.008\times 0.5i}\approx 9.783. \]

\(D_{10}^{\$}=e^{-0.04\times 5}\approx 0.8187\),\(D_{10}^{¥}=e^{-0.008\times 5}\approx 0.9608\)。

期末本金现值差额。 美元侧本金现值 \(=\$\,670\,\text{万}\times 0.8187\approx\$\,549\,\text{万}\);日元侧本金现值折回美元 \(=¥\,10\,\text{亿}\times 0.9608\times 0.0067\approx\$\,644\,\text{万}\)。二者不相等,这是因为美元利率(\(4\%\))远高于日元利率(\(0.8\%\)),期末本金按原汇率换回时,两条腿的贴现现值会产生差额。约 \(\$\,95\) 万的差值需要由利息端反向补偿

利息端现值平衡条件

\begin{align*} & \underbrace{s_{\$}\times \$\,670\,\text{万}\times 0.5\times 8.973}_{\text{美元利息现值}} + \underbrace{\$\,549\,\text{万}}_{\text{美元本金现值}} \\ & \quad = \underbrace{¥\,500\,\text{万}\times 9.783\times 0.0067}_{\text{日元利息现值 (折回美元)}} + \underbrace{\$\,644\,\text{万}}_{\text{日元本金现值 (折回美元)}}. \end{align*}

数值代入: \[ s_{\$}\times \$\,670\,\text{万}\times 0.5\times 8.973 + 549 = 500\times 9.783\times 0.0067 + 644. \] \[ 3\,006.0\,s_{\$} + 549 = 32.77 + 644 \;\Rightarrow\; 3\,006.0\,s_{\$} = 127.77 \;\Rightarrow\; s_{\$}\approx \mathbf{4.25\%}. \] 上述中间数使用四舍五入后的本金现值;若全程保留更多小数,最终 \(s_{\$}\) 只会在几个 bp 内变化,不影响本例的经济解释。

解读。 这一结果接近美元 \(5\) 年零息利率 \(4.00\%\),并略高于它。这是因为日元本金到期按原汇率换回,相对应的美元一侧需要通过更高美元利息来平衡两条腿的现值。若站在“把日元债券现金流换成美元”的投资者一方,互换方向应是支付日元现金流、收取美元现金流:每半年把债券收到的日元票息按 \(1\%\) 付出,收取按 \(s_{\$}\approx 4.25\%\) 计算的美元利息,期末再用日元本金换回美元本金。这一例子展示了为什么跨币种互换常被机构用于“合成”外币债券敞口;在无摩擦的抛补利率平价世界里,剩余偏离会被套利压缩,而实际市场报价还会受到跨货币基差、抵押品币种和交易对手信用成本影响。

例 8

公司债信用违约互换利差快速估算

背景。 某 \(5\) 年期公司债的隐含 \(5\) 年累计违约概率 \(P_{\text{def}}=10\%\)(由信用评级模型估计),违约损失率 \(L=60\%\)(即 \(\mathrm{LGD}=60\%\))。求 \(5\) 年信用违约互换利差 \(c\) 的近似值。

计算。 假设违约强度恒定 \(\lambda\),则 \(Q(5)=e^{-5\lambda}=1-0.10=0.90\),解得 \(\lambda \approx -\ln(0.90)/5 \approx 2.11\%\)/年。

代入快速估算公式:\(c^*\approx \lambda \mathrm{LGD} = 2.11\%\times 60\%\approx \mathbf{127\,bp}\)。

解读。 这一估算与典型投资级(BBB)公司债 \(5\) 年信用违约互换利差范围(\(80\) 至 \(180\) bp)吻合。信用违约互换利差是债券市场对信用风险的即时定价,比信用评级更高频、更有信息含量。\(2008\) 年雷曼破产前,其 \(5\) 年信用违约互换利差从 \(2007\) 年初的 \(50\) bp 飙升至破产前的 \(700\) bp,远早于评级机构下调评级。因此,信用违约互换利差常被用作观察金融压力和信用风险再定价的高频信号。

例 9

季度付保护费的信用违约互换详细定价

背景。 标的:某 BB 评级公司债,\(5\) 年信用违约互换,名义本金 \(P=\,\$\,1\,000\) 万。假设:违约强度 \(\lambda=3.0\%\)/年(恒定)、回收率 \(40\%\)(即 \(\mathrm{LGD}=60\%\))、无风险利率 \(r=4.0\%\)(连续复利、平坦曲线)、保护费按季度支付(\(\tau=0.25\))、违约赔付按“违约即赔”近似为各季度中点。求信用违约互换利差 \(c\)。

第 \(j\) 季度(\(t_j=0.25j, j=1,2,\dots,20\))的关键变量

  • 贴现因子 \(D(t_j) = e^{-rt_j} = e^{-0.04 t_j}\);
  • 生存概率 \(Q(t_j)=e^{-\lambda t_j}=e^{-0.03 t_j}\);
  • 季中违约概率密度近似 \(\Delta Q_j = Q(t_{j-1})-Q(t_j)\)。

保护费现值。 假设保护费在每季度末支付(标的此时仍未违约才支付): \[ \text{保护费现值} = c\,P\,\tau\sum_{j=1}^{20}D(t_j)\,Q(t_j) = c\,P\,\tau\sum_{j=1}^{20}e^{-(r+\lambda)t_j}. \] 计算 \(\sum_{j=1}^{20}e^{-0.07\times 0.25 j}\approx 16.728\)。所以 \(\text{保护费现值}=c\times 10^{7}\times 0.25\times 16.728=4.1820\times 10^{7}\,c\)。

违约赔付现值。 用季度中点近似(违约发生在各季度中间,按 \(t_j-\tau/2\) 贴现): \[ \text{赔付现值} = \mathrm{LGD}\,P\sum_{j=1}^{20}D(t_j-\tau/2)\,\Delta Q_j. \]

数值计算(积分得到):\(\sum_{j=1}^{20}e^{-r(t_j-\tau/2)}\,\Delta Q_j \approx 0.1266\)。所以赔付现值 \(=0.6\times 10^7\times 0.1266\approx \$\,759\,600\)。

解出信用违约互换利差(让两端现值相等): \[ c^* = \frac{\text{赔付现值}}{P\,\tau\,\sum_{j=1}^{20}D(t_j)Q(t_j)} = \frac{759\,600}{4.1820\times 10^{7}}\approx 0.0182 = \mathbf{182\,bp}. \]

连续基准公式校验:\(c^*=\lambda \mathrm{LGD} = 3.0\%\times 60\% = \mathbf{180\,bp}\)。

为什么两个数字接近? 连续支付版本会精确得到 \(\lambda\mathrm{LGD}\)。本例使用季度末支付保护费、季度中点近似违约赔付,因此得到 \(182\) bp,比连续基准 \(180\) bp 略高。实际市场中,期限结构、前端违约概率、应计保护费、交割债券选择和流动性溢价都会让市场信用违约互换利差偏离这个简单公式。

解读。 这一例子展示了信用违约互换定价的三个关键细节:(1)保护费有条件支付,只在未违约时支付,所以现值用 \(D\cdot Q\) 加权;(2)违约赔付是瞬时事件,必须用违约时间分布 \(\Delta Q\) 加权;(3)快速公式 \(c\approx\lambda\mathrm{LGD}\) 有适用边界,快速估算很有用,但实务定价仍要使用完整生存曲线和标准模型。

实务意义。 实际市场中的信用违约互换报价不仅包含预期违约损失,还包含流动性、交割、资本占用和风险厌恶等因素。市场参与者使用的标准定价模型(如 ISDA 标准模型)正是基于完整生存曲线和贴现曲线进行数值计算。

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