金融局中局THE DEAL BEHIND THE DEAL第9篇 資訊與速度 / 第31章 3億美元的光纖
金融局中局 | 第9篇 資訊與速度 | 第31章

3 億美元買 3 毫秒,
有人故意慢 350 微秒

2010 年,一條拉直的光纖讓芝加哥到紐約的訊號快了 3 毫秒,交易公司搶著付錢。六年後,一家交易所把 38 英里的光纖捲成一圈,讓所有人都慢下來,還拿到了監理機關的核准。

閱讀前想一想如果你花 3 億美元,換到比所有對手快 3 毫秒的線路,你猜這個領先能維持幾年?誰會願意付錢給你?

2009 年初,一條光纖管線已經在芝加哥與新澤西之間悄悄施工。創辦人是史派維(Dan Spivey),背後出資的是前網景執行長巴克斯代爾(Jim Barksdale)。他們的公司 Spread Networks 不走電信業者習慣的鐵路沿線,而是申請許可、炸開岩層、重挖一條溝,把線路盡量拉直。為了不讓對手跟進,整個工程刻意保密。

2010 年 8 月,線路開通。執行長大衛.巴克斯代爾(David Barksdale,與出資人吉姆.巴克斯代爾同姓,是另一個人)對產業媒體說:「Spread Networks 選了最短的可能路徑,而不是走電信業者沿著鐵路的傳統路線。」芝加哥到紐約往返一趟的時間,從約 16 毫秒縮短到約 13 毫秒。依當時產業媒體的估算,光在完全不繞路的光纖裡跑完這一趟,也要約 12.5 毫秒;Spread 承諾的 13.33 毫秒,已經貼近物理極限。線路蓋好之前,沒有人能保證交易公司願意付多少錢。

3 毫秒,一般人完全感覺不到。對同時在芝加哥交易股價指數期貨、在紐約交易對應股票的公司,它決定了誰先看到價格、誰先下單。這條線的造價估計約 3 億美元。7 年後,它談妥以 1.27 億美元賣給光纖業者 Zayo。

3億美元
Spread Networks 光纖估計造價
Budish et al. (2015)
16→13毫秒
芝加哥—紐約往返時間
Budish et al. (2015)
8.23毫秒
McKay Brothers 微波網路往返(2013/2)
The Register
1.27億美元
2017 年 Zayo 收購 Spread 的現金價
Lightwave

中間這 7 年,是一場關於速度的局:速度可以買,也會貶值;另一群人則反過來,決定讓交易故意慢下來。

第一幕

賣速度的人,買速度的人

線路公司收的是租金,交易公司賭的是幾毫秒的價差。

Spread 的生意模式很單純:把線路租給最在乎速度的交易公司。作家路易士(Michael Lewis)在 2014 年出版的《快閃大對決》(Flash Boys)裡描述,簽約的公司先付約 1,060 萬美元,買五年的使用權。里奇蒙聯邦準備銀行的研究摘要則引述報導,月費最高約 30 萬美元。據書中描述,接觸過的大型業者幾乎都簽了約。

他們買的是一種叫延遲套利(Latency Arbitrage)的機會。芝加哥的 S&P 500 指數期貨與紐約的 S&P 500 指數股票型基金(Exchange-Traded Fund, ETF)SPY,追蹤的是同一籃子股票,以分鐘、小時來看幾乎同步。到了毫秒層級,兩者就會短暫脫節:期貨先動,紐約的報價還沒跟上。誰的訊號先到,誰就能先吃掉那張還沒更新的舊報價。做這種生意的公司,通稱高頻交易(High-Frequency Trading, HFT)。

芝加哥大學的布迪許(Eric Budish)與克蘭頓(Peter Cramton)、辛(John Shim)在 2015 年發表於《經濟學季刊》的論文,用 2005 到 2011 年的交易所資料算過這門生意。光是期貨與 SPY 這一組,平均每天約九百次套利機會,一年約值 7,500 萬美元。每次機會存在的中位數時間,從 2005 年的 97 毫秒縮短到 2011 年的 7 毫秒。窗口只剩 7 毫秒時,快 3 毫秒就是全部。

芝加哥—紐約往返一趟要多久

單位:毫秒(往返)。舊線數字採 Budish et al. (2015);McKay 的芝加哥端在郊區,起訖點與光纖略有不同。資料來源:Budish et al. (2015)、Waters Technology(2010/8/16)、The Register(2013/2/27)。

付錢的人之外,還有一群人在默默買單:在紐約掛出買賣報價的造市者。他們的報價一旦來不及更新,就會被更快的人挑走,這就是本書第 11 章談過的逆選擇。布迪許等人指出,造市者為了彌補被「狙擊」的損失,只好把買賣價差(Bid-Ask Spread)拉寬,最後由所有投資人分攤。

理論透鏡 ①

延遲套利:每一毫秒值多少錢?

快的價值,取決於整塊餅有多大、你搶得到幾成。假設一家公司靠 3 毫秒的領先,在期貨與 SPY 的套利中搶到一定比例:

速度的年價值 = 年度套利總額 × 搶到的比例 − 線路年費
搶到的比例年毛利每毫秒年價值扣線路年費後
10%750 萬250 萬+390 萬
5%375 萬125 萬+15 萬
2%150 萬50 萬−210 萬

單位:美元。年度套利總額取 Budish 等人估計的 7,500 萬美元,線路年費以月費 30 萬美元計為 360 萬美元,兩者皆為教學假設的量級參考。只做這一組套利,要搶到約 4.8% 才打平。

第二幕

微波塔追上來,交易所反而變慢

速度的溢價蒸發得很快;有人乾脆把速度從規則裡拿掉。

光在玻璃纖維裡走得比在空氣中慢。微波塔之間靠空氣直線傳訊,自然更快。2013 年 2 月,McKay Brothers 宣布它的微波網路把芝加哥郊區到新澤西的往返時間壓到 8.23 毫秒,Spread 的紀錄還停在 12.98 毫秒。微波怕下雨,McKay 的共同創辦人承認,2012 年 12 月到隔年 1 月,網路在交易時段斷線約 1% 的時間。它的行銷夥伴回了一句:「寧可 99% 的時間快,也不要 99.999% 的時間慢。」

在紐約,加拿大皇家銀行的交易主管勝山(Brad Katsuyama)看到的是另一面。他發現,客戶的大單一拆到各家交易所,剩下的部分就被更快的人搶先成交。2012 年,他離開皇家銀行,共同創辦了 IEX;2013 年 10 月開始以私人交易平台營運。路易士 2014 年 3 月出版的《快閃大對決》,主角就是他。

IEX 的招牌是一個盒子,業界稱為減速帶(Speed Bump)。勝山後來對美國公共媒體節目《Marketplace》說:「我們拿了 38.5 英里的光纖,捲起來。」所有進出 IEX 的訊息都要繞完這一圈,多花 350 微秒。其他市場的行情進入 IEX 時不必繞這一圈,交易所趁這段時間先更新掛單的價格,避免它們被人用舊價格成交。共同創辦人萊恩(Ronan Ryan)的說法是:交易所是市場的裁判,應該比最快的參賽者還快。勝山的總結是:「它讓投資人和高速交易者站在同樣的起跑點。」

申請成為正式交易所時,Nasdaq、紐約證交所與 BATS 強力反對,主張故意延遲違反「受保護報價必須能立即成交」的規定。美國證券交易委員會(SEC)收到四百多封意見書,最後在 2016 年 6 月 17 日核准,同時發布一份解釋:

內行人先看這一條幕僚指引認為,低於 1 毫秒的延遲屬於可忽略的程度(de minimis)。(SEC 新聞稿 2016-123,2016/6/17;原文為「delays of less than one millisecond are at a de minimis level」)

委員會的正式解釋採較質性的標準:延遲只要短到不妨礙受保護報價規則的目的,就可以接受;1 毫秒是幕僚給的參考線。IEX 成為美國第 13 家證券交易所,9 月 2 日全面上線。2017 年,紐約證交所也替旗下市場加了一道自己的減速帶。

  1. 2010/8Spread 光纖開通,往返約 13 毫秒
  2. 2013/2McKay 微波網路往返 8.23 毫秒
  3. 2016/6SEC 核准 IEX 成為全國性交易所
  4. 2017/11Zayo 以 1.27 億美元收購 Spread
理論透鏡 ②

技術淘汰風險:回收期要短於優勢的壽命

評估一項基礎設施,最常用的是投資回收期(Payback Period):

投資回收期 = 初始投資 ÷ 每年淨現金流

速度資產多了一個變數:技術淘汰風險(Technological Obsolescence Risk)。Spread 的速度領先從開通到被微波超越,只撐了兩年多。Zayo 收購時預估,這條線年化營收約 2,280 萬美元、年化息稅折舊攤銷前盈餘(EBITDA)約 750 萬美元,432 芯光纖用不到四分之一。以 750 萬美元粗算,收回 3 億美元造價要 40 年。

光纖本身沒有消失,消失的是速度溢價。一項資產的價值若有一大塊來自「領先」,就要假設這塊價值會在對手追上的那一天歸零。

第三幕

人性:明知是軍備競賽,為什麼停不下來?

速度競賽是典型的囚徒困境(Prisoner's Dilemma)。兩家公司都不升級,套利機會照舊平分;一家升級,就能拿走大部分;兩家都升級,又回到平分,只是雙方都多付了一筆線路錢。結果人人升級,整體更差。

布迪許等人的資料正好說明這件事:套利窗口從 97 毫秒縮到 7 毫秒,每次套利的中位數利潤卻大致不變,約 0.08 個指數點。競爭改變的是「要多快才搶得到」,餅沒有變小。他們認為這是連續撮合的市場設計造成的社會浪費。經濟學家克魯曼(Paul Krugman)在《紐約時報》寫得更直接:花數億美元省下 3 毫秒,「看起來是巨大的浪費」。

另一方的說法同樣存在。SEC 主席懷特(Mary Jo White)在國會表示,美國股市「沒有被操縱」;高頻交易業者納朗(Manoj Narang)批評《快閃大對決》「虛構多於事實」。支持者認為,快的交易者把兩地價格更快拉齊,這本身就是價格發現(Price Discovery)。爭論的焦點在於:同樣的價格發現,值不值得用這麼多錢去換。

Spread 的故事還有第二種人性:本書第 21 章的贏家的詛咒。在一場搶時間的競賽裡,願意砸最多錢的,往往是對「領先能維持多久」估計最樂觀的人。簽下五年合約的客戶與興建線路的投資人,都在賭同一件事,而微波塔在兩年多後就給了答案。

在速度競賽裡,最先抵達的人,也是最先開始折舊的人。
財務人的視角

台股曾經每 5 秒才撮合一次

布迪許等人提出的解方叫頻繁批次拍賣(Frequent Batch Auctions):例如每 0.1 秒集中撮合一次,同一批次內先到後到都一樣,大家改比價格、不比速度。台灣投資人對這套制度並不陌生。2020 年 3 月 23 日以前,台股盤中是每 5 秒撮合一次的集合競價;金管會考量速度、效率及透明度,改為逐筆交易。

這個轉變值得放在本章的脈絡裡看:逐筆交易讓價格反應更即時;依布迪許等人的理論,它也讓「誰先到」重新有了價值。

本書第 3 章的羅斯柴爾德傳說,講的是「早幾小時知道消息」的神話;真實的納坦靠的是本業網絡與承擔風險的能力,資訊差很快被追平。Spread 的 3 毫秒是同一個道理的現代版:只靠速度建立的優勢,壽命取決於對手多快追上。

內行人看速度生意的三個問題

領先能維持多久?

先估對手追上需要幾年,再算回收期。回收期比領先期長,這筆投資就是在賭運氣。

錢最後從誰的口袋來?

延遲套利的利潤,來自來不及更新的報價。造市者被挑走的損失,會轉成更寬的買賣價差,由所有投資人分攤。

溢價消失後,資產還剩什麼?

Spread 的光纖還在,只剩一般頻寬的價值。把資產價值拆成「基本用途」與「領先溢價」兩塊,後者要假設會歸零。

3 億美元買來的 3 毫秒,兩年多就被追過;接下來被同業模仿的,反而是一個讓大家一起慢下來的盒子。

教學專欄

本章學習設計

學習目標
  • 能說明延遲套利的獲利來源,並估算速度優勢每毫秒的價值。
  • 能用投資回收期與淨現值(Net Present Value, NPV),評估技術淘汰風險對基礎設施投資的影響。
  • 能用囚徒困境解釋速度軍備競賽,並比較減速帶與批次拍賣兩種制度回應。
五個關鍵概念
延遲套利Latency Arbitrage
利用訊號比別人早到的時間差,吃掉其他市場尚未更新的報價。
高頻交易High-Frequency Trading, HFT
以電腦程式在極短時間內大量下單、撤單的交易方式,高度依賴低延遲線路。
囚徒困境Prisoner's Dilemma
每個人各自做出最有利的選擇,結果卻讓所有人都變差的賽局。
頻繁批次拍賣Frequent Batch Auctions
把連續撮合改為每隔極短時間集中撮合一次,讓競爭從速度轉回價格。
投資回收期Payback Period
累積淨現金流收回初始投資所需的時間;不考慮貨幣時間價值,須搭配淨現值判斷。
計算練習

某公司投資 3 億美元興建低延遲光纖。若沒有對手,每年淨現金流 1 億美元。若第 3 年起有更快的微波網路出現,每年淨現金流降為 0.1 億美元。(教學假設)

(1)沒有對手時,回收期是幾年?(2)第 3 年起出現對手時,回收期變成幾年?(3)若出現對手,公司在第 7 年底以 1.27 億美元賣掉線路,以 10% 折現率計算的淨現值是多少?名目上有沒有回本?

參考解答

(1)3 ÷ 1 = 3 年。(2)前兩年收回 2 億,剩下 1 億以每年 0.1 億回收,還要 10 年,合計 12 年。(3)前兩年各 1 億、第 3 到 7 年各 0.1 億,加上第 7 年底賣價 1.27 億,名目合計 3.77 億,表面上多收回 0.77 億;以 10% 折現後淨現值約 −0.30 億美元,實際上虧損。若沒有對手、同樣經營 7 年不出售,淨現值約 +1.87 億美元。結論:同一條線,對手出現的時間點決定了它是好投資還是壞投資。

課堂討論
  1. 延遲套利讓兩地價格更快一致,也讓造市者拉寬價差。你認為它對一般投資人是利多還是利空?請各舉一個理由。
  2. IEX 用減速帶讓所有人一樣慢,布迪許等人主張改成批次拍賣。這兩種做法各自解決了什麼問題,又可能產生什麼新問題?
  3. 台股 2020 年由每 5 秒集合競價改為逐筆交易。請從速度競賽的角度,討論這項改革可能讓哪些投資人受益、哪些人吃虧。
課堂活動:要不要租這條線?(20 分鐘)

全班分三組,各拿一張角色卡。2010 年 8 月,Spread 剛開通,請各組決定自己的行動,並寫下「兩年後如果有人更快,我們會怎樣」。最後揭曉 2013 年微波網路的速度與 2017 年的收購價。

高頻交易公司

主要做期貨與 SPY 的套利,對手都在談 Spread。目標:決定要不要簽五年合約,並估算每年要搶到多少比例才划算。

退休基金交易員

每天要買進大筆股票,發現下單後價格常常先跑掉。目標:決定要把單送到哪裡、要不要支持一家刻意變慢的交易所。

監理機關委員

收到交易所申請,要在交易中加入微秒級延遲。目標:判斷這是否符合「立即成交」的規定,並說明核准或駁回的理由。

參考資料

  1. Budish, E., Cramton, P., & Shim, J. (2015). The High-Frequency Trading Arms Race: Frequent Batch Auctions as a Market Design Response. Quarterly Journal of Economics, 130(4), 1547–1621.(NBER 工作論文版:Spread 造價 3 億美元、16→13 毫秒、每天約九百次機會、年約 7,500 萬美元、97→7 毫秒、每次利潤約 0.08 指數點)
  2. Federal Reserve Bank of Richmond, Econ Focus 2015 Q3, Research Spotlight(論文摘要;引述月費最高約 30 萬美元)
  3. Waters Technology, Spread Networks Lights Chicago-NY Link(2010/8/16;13.33 毫秒、David Barksdale 原話)
  4. Wikipedia, Spread Networks(創辦人、2009 年保密施工、2012/10 的 12.98 毫秒)
  5. The Register, Microwave versus fibre(2013/2/27;McKay 8.23 毫秒、斷線 1%、Quincy Data 原話)
  6. Lightwave, Zayo to buy Spread Networks for $127 million in cash(2017/11/27;年化營收與 EBITDA、432 芯)
  7. Banking Exchange, When microseconds matter on Wall Street(《快閃大對決》原書書評;預付 1,060 萬美元買五年)
  8. Wikipedia, Flash Boys(2014/3/31 出版;懷特、納朗的評論)
  9. Wikipedia, Brad Katsuyama(皇家銀行經歷、2012 年創辦 IEX、2013/10/25 開始交易)
  10. Marketplace, The business case for a stock market speed bump(2018/9/19;勝山原話、38.5 英里、紐約證交所 2017 年減速帶)
  11. IEX, Technology(減速帶 350 微秒、2024 年前為 38 英里、萊恩原話)
  12. SEC Press Release 2016-123(2016/6/17;1 毫秒 de minimis 原文、懷特原話)
  13. Harvard Law School Forum on Corporate Governance, The Investors' Exchange(Sidley Austin;四百多封意見書、2016/9/2 全面上線)
  14. Fortune(2016/6/17;Nasdaq、紐約證交所、BATS 反對)
  15. Taipei Times(2016/6/19,美聯社稿;第 13 家交易所、約 1.6% 成交量)
  16. Paul Krugman, Three Expensive Milliseconds, The New York Times, 2014/4/14
  17. 今周刊(2014/9/4;《快閃大對決:一場華爾街起義》,早安財經出版,林旭英譯)
  18. 公視新聞網(2018/9/3;台股每 5 秒集合競價、2020/3/23 改逐筆交易)

舊光纖路線的往返時間各方說法不一:Budish 等人與里奇蒙聯準銀寫 16 毫秒,《快閃大對決》的整理寫 17 毫秒,克魯曼寫「省下 3 毫秒」;本章採 16 毫秒。Spread 的收費有「預付約 1,060 萬美元買五年」與「月費最高約 30 萬美元」兩種報導,本章並陳,未取得原始合約。IEX 的光纖長度,勝山口述為 38.5 英里,IEX 官網寫 2024 年遷移資料中心前為 38 英里、之後為 44 英里,延遲維持 350 微秒。以年化 EBITDA 粗算回收年數,未計資本支出與稅,僅示意量級。理論透鏡與計算練習的比例、現金流與折現率為教學假設。本章為教學解說,不構成投資建議。韓千山,輔仁大學金融與國際企業學系教授,CFA、CFP。