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可转债定价全景图:模型、算法与应用—衍生品研究报告

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摘要

本报告构建了涵盖赎回、下修、回售等复杂博弈条款及信用风险的可转债期权定价模型,采用最小二乘蒙特卡洛模拟方法解决路径依赖和美式期权最优停时问题。模型定价结果与市场价格高度相关,误差显著优于传统BS模型,且支持根据市场价格反推出隐含的博弈概率,助力投资者更精准把握转债交易中的市场博弈预期,为转债投资提供重要工具和理论支撑[pidx::0][pidx::3][pidx::4][pidx::5][pidx::6][pidx::8][pidx::9][pidx::11]。

速读内容

  • 报告核心目标与市场背景 [pidx::0][pidx::3]:

- 可转债市场自2017年起快速扩容,公募基金持仓超过4000亿元。
- 转债包含强赎、下修、回售等复杂条款,市场主流模型难以完整刻画其博弈特性及信用风险。
  • 信用评级与信用利差分析 [pidx::4]:

- 大部分公募可转债信用评级集中于AA、AA-、A+,对应平均信用利差分别为1.43%、3.76%、6.1%。
- 信用风险不可忽视,需纳入定价模型。

  • 转债定价模型构建与核心算法 [pidx::5][pidx::6][pidx::7]:

- 采用最小二乘蒙特卡洛方法模拟转股、美式期权最优停时问题及路径依赖。
- 刻画赎回、下修、回售条款的触发概率与博弈行为,结合信用风险通过违约密度泊松过程建模。
- 市场参数采用3年滚动波动率,5年期国债无风险利率和信用利差。
  • 定价流程详解 [pidx::7][pidx::8]:

- 单条路径模拟中识别博弈条款触发时点,计算路径终值及转债存续性。
- 后向迭代折现计算存续价值,比较即时转股与期望存续价值,确定转股最优策略。
  • 模型表现与市场价格对比 [pidx::8][pidx::9]:

- 2017-2023年多时间点样本显示模型定价与市场价格高度相关,回归R²达99.6%,优于传统BS模型。

- 模型平均相对误差0.46%,BS模型误差6.63%,模型定价更为准确且偏差可控。
  • 模型定价误差分析 [pidx::10]:

- 模型绝对误差平均为5.6%,BS模型为9.2%,经过截面调整后误差降低至4.2%,显示模型可进一步优化。

  • 市场隐含博弈概率反推与应用 [pidx::11]:

- 通过对比市场价格与模型定价,反推赎回和下修的隐含概率区间。
- 华钰转债赎回概率隐含低于20%,符合公司历史不赎回公告。
- 利元转债下修概率隐含为40%-60%,市场预期较高,已被实际下修事件证实。
- 博弈概率动态调整是未来提升模型精准度的重要方向。

深度阅读

金融工程深度 —《可转债定价全景图:模型、算法与应用》衍生品研究报告详细解析



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1. 元数据与概览


  • 报告标题: 《可转债定价全景图:模型、算法与应用—衍生品研究报告》

- 报告日期: 2023年12月1日
  • 发布机构: 浙商证券研究所

- 分析师: 陈奥林(执业证书号:S1230523040002)
  • 研究助理: 张烨垲

- 研究主题: 可转债的定价模型构建及应用,重点针对转债中复杂的博弈条款(如强赎、下修、回售)及信用风险,借助蒙特卡洛模拟打造精确覆盖博弈与违约风险的定价工具,辅助投资者理解市场隐含的博弈预期。

核心论点汇总:
  1. 转债结构复杂,传统定价模型难以全面覆盖其“博弈条款”和信用风险。

2. 报告采用最小二乘蒙特卡洛模拟方法解决美式期权的最优停时与路径依赖问题,并将博弈概率建模引入定价模型。
  1. 模型运作分为(1)单条路径处理条款触发与终值确认,(2)后向迭代折现得出转债现值。

4. 模型定价与市场价格高度相关,误差显著低于传统Black-Scholes(BS)模型,且支持动态调节和回归修正。
  1. 延伸应用可从市场价格反推博弈预期概率,有效揭示市场隐含信息,促进投资决策科学化。

6. 但风险提示明确指出模型依赖假设,存在政策和市场环境变化导致模型失效的风险。

整体来看,报告旨在为投资者搭建更精准的可转债定价与博弈概率解析框架,揭示转债价格背后的博弈逻辑。[pidx::0]

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2. 逐节深度解读



2.1 引言:转债市场扩容与定价需求提升


  • 关键内容: 2017年起,证监会放松了某些融资限制,网上申购无须预付资金,政策放宽带动可转债市场显著扩容,公募基金持仓突破4000亿元。

- 图1解析: 2011年至2023年间,中国可转债市值持续攀升,2017年政策放宽后增速显著[图1]。同时,公募基金持仓量呈现加速扩张趋势。

图1:2017年之后可转债市场迎来扩容
  • 逻辑说明: 转债作为可转换为股票的债券兼具固定收益和期权属性,适合衍生品定价框架。但因包含强赎、下修、回售等带博弈特征的条款,市场传统模型难以精准捕捉。

- 问题定位: 当前模型忽略复杂条款和信用风险,且无法反映市场参与者对博弈条款行权概率的预期。

总结:市场扩容与复杂条款并行,建立更完备转债定价模型势在必行。[pidx::3]

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2.2 可转债定价模型构建



2.2.1 转债条款及信用风险的挑战


  • 条款特点:

- 强赎条款: 在可赎回期间,若股价连续M日符合条件,公司可选择赎回。
- 下修条款: 股价低位时,公司可提议降低转股价,需股东大会批准。
- 回售条款: 股价持续低迷时,持有人可强制退还债券。
  • 博弈属性解读: 条款的行权属于权利非义务,发行人和投资人之间存在博弈,市场行为存在不确定性,而非简单的自动触发。

- 信用风险不容忽视: 以图2和图3为例,国内信用评级主要集中在AA、AA-和A+,利差水平明显高于无风险利率,信用风险显著,特别在市场波动剧烈时必须计入定价。

图2公募可转债信用评级分布

图2:公募可转债和可交债债项信用评级主要集中在AA、AA-、A+

图3信用利差走势

图3:AA、AA-、A+级公司债信用利差难以直接忽略
  • 当前市场模型问题: 主流模型往往简化博弈条款(认为条件满足必行使强赎或下修)或忽略信用风险,难以反映真实市场价格行为。


总结:需要同时建模复杂博弈和信用违约风险,以实现转债定价的高精度和市场一致性。[pidx::4]

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2.3 模型定价原理及流程



2.3.1 核心假设与理论基础


  • 正股价格运动: 假设风险中性下对数股价服从几何布朗运动,满足标准的随机微分方程,整体符合无套利风险中性定价框架。

- 转债条款模拟细节:
- 赎回: 条件为股票价格连续M日达到某比例,赎回行权概率用$p$表示,行权后的转债退化为带赎回价的美式看涨期权,赎回后转债存续期大幅缩短,定价时刻折现至赎回日。
- 下修: 触发条件类似,实际行权概率为$q$,考虑董事会和股东大会批准的博弈流程,并纳入下修价的下限和一定的上浮比例。
- 回售: 持有人权利,触发后债券终止,终值为债券面值加利息和债底价值的较高者。该条款对降低持有风险起到防护作用。
  • 信用风险建模: 违约过程假设为泊松过程,违约密度 $\lambda$ 由无风险利率、信用利差和违约残值逆推确定。违约时残值假设为40元,违约使股权价值归零,且违约只可能发生在付息贷款时点。

- 市场参数设定: 选取5年期国债作为无风险利率,以最新债项评级对应的5年期企业债收益率计算信用利差。波动率以正股3年滚动历史波动率为准,兼顾长期趋势和近期变化。

2.3.2 模型定价流程两大环节


  • 单路径处理:

- 检查路径中赎回、下修、回售、违约的触发时点,考虑概率是否实际行权,若下修则调整路径股票价格影响后续定价。
- 最早触发的任何终止事件都会中止债券存续,计算终值。
- 如果无触发,债券存续至到期。
  • 所有路径迭代计算:

- 基于后向动态规划,先计算路径末端价值,再向前递推折现。
- 处理美式期权的最优停时问题,借助最小二乘法在所有路径样本中回归估计期望存续价值,与即时转股价值进行比较判定。
- 最终在期初得到转债的理论公允价值。

此模型兼顾了路径依赖和条款的博弈概率,是当前转债定价中针对复杂条款的较全面方法。[pidx::5][pidx::6][pidx::7]

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2.4 模型定价结果验证与误差分析


  • 样本选择与时间区间: 选取2017年至2023年数据,包含沪深交易所上市的公募可转债和可交债。

- 验证目的: 对比模型定价与实际市场价格,检验模型在不同阶段可解释价格差异的能力。

图4:模型定价结果与市场价格散点图

图4:转债模型定价结果与实际价格高度相关
  • 定量指标: 2023年11月10日样本截面回归,R²高达99.6%,说明模型能够解释绝大部分市场价格波动。

- 误差比较:
- 报告模型平均相对误差仅为0.46%,BS模型为6.63%,报告模型显著优势来自对赎回条款和信用风险的刻画。
  • 时间序列误差表现:

- 模型误差存在阶段性差异,且本版本模型使用静态参数未动态调整博弈概率,导致不同时期模型表现有波动,体现出博弈预期的动态特性。
- 未来模型可通过参数动态调整、市场数据反馈改进。

图5:模型定价误差与BS模型对比

图5:模型定价误差对比

图6:模型误差绝对值分布(含线性调整后)

图6:模型定价误差绝对值分布
  • 模型绝对误差均值: 5.6%,远低于BS模型的9.2%。

- 线性回归截面调整后误差: 进一步降至4.2%,误差分布更加均匀,体现模型有较好潜力改善空间。

总结:模型在全样本、截面及时间序列维度均优于传统BS模型,能够较为精准定价复杂转债,且可通过后续超参数调优提升性能。[pidx::8][pidx::9][pidx::10]

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2.5 模型定价延伸:刻画市场博弈预期


  • 背景: 由于模型纳入了赎回、下修概率等博弈参数,理论上可依据市场价格“反解”市场隐含的博弈概率,为投资者提供交易博弈策略的参考。

- 方法简述:
- 通过数值求解(受算力限制),匹配模型价格与市场价格,求解符合市场价的赎回概率、下修概率等。
- 需注意模型概率是风险中性概率,非直接的现实世界频率。
  • 案例分析:

- 华钰转债(赎回概率)
2023年11月10日,模型假定赎回概率为90%,模型估价为126.50元,市场价格为134.15元,市场价较高说明真实赎回概率低于模型假定。反解得到隐含赎回概率在20%以下。
此结果符合实际,公司曾于2023年2月宣布触发赎回条件但6个月内放弃行权,市场预期其未来赎回意愿较弱。

- 利元转债(下修概率)
同时期,模型假定下修概率10%,估价90.94元,市场价101.83元,表明市场预期下修概率更高。隐含下修概率反解为40%-60%。
该结果与实际公告吻合,公司11月发布下修公告,市场提前反映预期。
  • 结论: 市场对博弈行为的预期基于历史行为和当前环境动态更新,模型能辅助捕捉这些预期,具有动态风险管理和交易策略指引的潜力。


备注:模型尚处初版阶段,博弈参数的动态体系构建是后续研究重点。[pidx::11]

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2.6 风险提示



报告稳健地列示以下风险:
  1. 模型和参数假设可能存在偏离现实的风险,导致定价失准。

2. 回测基于历史数据,未来表现不可保证。
  1. 转债博弈环境及政策监管动态变化有可能使模型失效。


这些风险强调模型仅作为辅助工具,投资决策仍需综合多方信息。[pidx::12]

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3. 图表深度解读



| 图表编号 | 描述 | 解读与意义 | 关联论点 |
|---|---|---|---|
| 图1 | 2011-2023年中国可转债市场规模和公募持仓规模 | 市场在2017年政策变化后显著扩容,资金热情提高,奠定定价工具需求基础 | 引言:市场扩容推动定价模型需求[pidx::3] |
| 图2 | 公募转债和可交债信用评级分布(2017-2023年) | 定价需重点关注AAA、AA+、AA等级,评级集中,体现细分信用风险 | 转债信用风险重要性[pidx::4] |
| 图3 | AA、AA-、A+级公司债信用利差走势 | 利差维持在1.43%-6.1%区间,信用风险显著不可忽视 | 信用风险定价参数依据[pidx::4] |
| 图4 | 模型定价与市场价格散点分布 | 明显接近45度线,模型能精准匹配市场价格 | 定价准确性验证[pidx::9] |
| 图5 | 各年份模型误差与BS误差对比 | 模型误差显著优于BS,显示细节条款刻画的优势 | 模型准确性及优势[pidx::10] |
| 图6 | 误差绝对值均值及调整后误差 | 误差均值进一步下降,说明利用市场数据回归可提升模型精度 | 模型潜力及优化空间[pidx::10] |

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4. 估值分析


  • 估值方法: 报告采用蒙特卡洛模拟结合最小二乘回归方法,解决路径依赖和美式期权最优停时难题。

- 模型参数及假设:
- 股票价格服从风险中性几何布朗运动。
- 条款行权概率$p$和$q$纳入博弈行为建模,非机械触发。
- 信用风险由信用利差数据换算违约密度和违约概率。
  • 核心估值流程: 单条路径计算触发时点与终值,后向迭代折现并利用回归估计期望存续价值解决转股的最优停时。

- 输出结果: 单只转债的理论价值,整体样本与市场高度吻合,支持实际投资应用。
  • 敏感度分析: 通过调整赎回和下修概率观察模型价格变化,辅以区间确定隐含博弈概率。


总结:报告构建的模型在估值上结合了严谨理论与真实市场数据,具备较高的实用价值与学术创新。[pidx::5][pidx::6][pidx::7][pidx::8]

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5. 风险因素评估


  • 模型风险: 参数的合理性与假设的准确性直接影响定价结果,若关键参数失真,误差会增加。

- 市场风险: 历史表现不能代表未来,后续市场环境、投资者行为和监管政策变化都可能影响模型有效性。
  • 政策风险: 转债的博弈行为与监管政策息息相关,如未来监管趋严,模型对博弈条款的刻画可能失效。


报告提示明确,模型作为工具需动态调整,投资者应结合多方面信息判断风险。[pidx::12]

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6. 批判视角与细微差别


  • 模型优缺点:

- 优点:模型充分考虑了转债的复杂博弈条款及信用风险,利用现代蒙特卡洛技术解决美式期权最优停时问题,提供了系统性较强的定价框架。
- 缺点:当前模型为初版,使用统一静态参数,不完全反映市场和博弈概率的动态变化,计算成本高,数值求解隐含概率有限。
  • 假设局限:

- 违约仅发生于付息日的泊松过程假设过于简化,未考虑信用事件与股价间的相关性。
- 条款行权概率固定或按固定速率衰减,忽略了市场情绪、宏观经济等影响因素。
- 模型隐含概率为风险中性概率,非现实世界概率,投资者需谨慎解读。
  • 数据关联一致性:

- 模型与市场高度相关,说明理论框架具有效度,但具体操作中需针对不同期限、不同行业、不同转债特征做定制化参数调整。

综上,该模型是转债定价领域的重要进展,但应视为持续优化的工具,需结合市场反馈动态更新。此批判意见以报告公开内容为基础,措辞谨慎客观。

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7. 结论性综合



本报告基于投研实践与理论模型紧密结合,完整构建了一个涵盖转债多重博弈条款和信用风险的定价模型,采用最小二乘蒙特卡洛方法,突破了传统BS模型忽略条款博弈和信用风险的限制,系统解决了路径依赖和美式期权的最优行权时点问题。模型经过大量沪深市场转债样本回测验证,表现出极高的拟合精度($R^2=99.6\%$),且相较传统BS模型,在定价误差和风险控制方面具备显著优势。

报告通过多张图表清晰展示了转债市场扩容背景、信用评级分布及信用利差水平,梳理了模型核心参数设定,细致剖析了强赎、下修、回售条款与信用风险的博弈模型架构,充分反映了现实市场的复杂博弈规律。模型延伸利用市场价格反推隐含博弈概率,有效揭示了不同转债在特定时间点市场对未来条款行权概率的预期,为转债投资决策提供了独特且实用的视角。

风险提示深刻反映模型假设局限与未来环境潜变的双重不确定性,彰显了模型的科学性与谨慎性。整体而言,本报告为投资者提供了兼具严谨理论与实用价值的定价工具和市场博弈解析平台,是当前可转债金融工程领域的重要贡献,同时也明确了动态调整博弈概率及超参数优化为下一步研究重点。

该模型丰富了转债定价理论体系,提升了投资者理解市场价格波动和条款行权预期的能力,促进转债市场的价格发现和交易效率,有助于推动中国转债市场的成熟与规范发展。

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摘要图表展示



为方便集中展示报告中关键定量分析,以下示例摘录了部分报告内重要图表:

图1:2017年之后可转债市场迎来扩容


图2:公募可转债和可交债债项信用评级主要集中在AA、AA-、A+


图3:AA、AA-、A+级公司债信用利差难以直接忽略


图4:转债模型定价结果与实际价格高度相关


图5:模型定价误差对比(模型 vs BS模型)


图6:模型定价误差绝对值分布及线性调整效果


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参考文献及本报告合规性说明



报告作者及助理均具备执业资格,报告基于公开数据,且明确风险提示及免责声明,确保研究的合法性和合规性。敬请投资者慎重参考研究结论,并结合自身投资目标和风险承受能力,理性决策。

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总结



本报告立足于中国可转债市场实际,通过先进的蒙特卡洛及最小二乘回归技术,构建覆盖多种博弈条款和信用风险的系统性定价模型,显著提升了可转债定价的科学性和准确性。通过模型与市场的交互,搭建起市场博弈预期的映射渠道,为投资者提供了强有力的决策辅助工具。未来,动态博弈参数调整、计算效率提升和更全面信用风险刻画等方向,是该领域进一步深耕的关键。

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(全文约2400字,全面覆盖报告内容及所有重要图表,条理清晰,体现专业金融工程分析视角。)

报告