機器學習(xí)能否助力風險投資?
發布時(shí)間:2018-04-27 | 來(lái)源: 川總寫量化(huà)
作者:石川
摘要:本文介紹一個(gè)純量化(huà)的(de)風險投資框架。它挑出的(de)創業公司最終成功上市或被收購(gòu)的(de)比例高(gāo)達 60%。
1 引言
近幾年,以機器學習(xí)、特别是深度學習(xí)爲代表的(de)人(rén)工智能(AI)得(de)到了(le)長(cháng)足的(de)發展,機器學習(xí)和(hé)人(rén)工智能也(yě)成爲出現在街(jiē)頭巷尾的(de)高(gāo)頻(pín)詞彙。在《AI 投資言過其實》這(zhè)篇文章(zhāng)中,我們理(lǐ)性的(de)分(fēn)析了(le)機器學習(xí)在二級市場(chǎng)中面對(duì)的(de)困難。今天我們把目光(guāng)放在風險投資(venture capital),看看機器學習(xí)能否在一級市場(chǎng)有所作爲。
寫本文的(de)動機源自我最近讀到的(de)一篇來(lái)自 MIT 的(de)論文 Hunter and Zaman (2017)。該文提出了(le)一個(gè)挑選優秀早期創業公司的(de)量化(huà)分(fēn)析框架,利用(yòng)機器學習(xí)算(suàn)法進行參數估計以及最優投資組合的(de)構建,從而挑出那些最有可(kě)能成功的(de)初創公司(成功的(de)标準是風險投資人(rén)因該公司上市或者被收購(gòu)而退出)。因爲文章(zhāng)很新(2017 年的(de)),而且将機器學習(xí)應用(yòng)于了(le)一個(gè)比較新的(de)場(chǎng)景,讀來(lái)讓人(rén)耳目一新,因此希望把它介紹給關注公衆号的(de)小夥伴,開闊大(dà)家的(de)視野。最重要的(de)是,它在樣本外挑出的(de)創業公司的(de)退出成功率高(gāo)達驚人(rén)的(de) 60%。
這(zhè)篇論文本身非常 technical,因爲一些建模的(de)細節問題,我還(hái)和(hé)作者進行了(le)郵件溝通(tōng),确保正确的(de)領會了(le)文章(zhāng)傳達的(de)内容。本文将避免涉及太多(duō)大(dà)數學公式(會有少量必要的(de)),但會不吝篇幅、力争把該分(fēn)析框架的(de)重點 —— 包括如何構建特征、如何對(duì)參數建模求解、以及選取什(shén)麽樣的(de)目标函數 —— 解釋清楚。文章(zhāng)最後是關于這(zhè)個(gè)話(huà)題的(de)思考。在介紹這(zhè)個(gè)框架之前,首先來(lái)看看相較于二級市場(chǎng),風險投資爲什(shén)麽适合機器學習(xí)。
2 風險投資适合機器學習(xí)
2016 年,AlphaGo 以無可(kě)争議(yì)的(de)優勢戰勝了(le)李世石;2017 年它的(de)升級版更是風卷殘雲一般戰勝了(le)以柯潔爲代表的(de)中方各路圍棋高(gāo)手。AI 在圍棋領域的(de)大(dà)獲全勝給了(le)我們很大(dà)的(de)啓發,一個(gè)适合使用(yòng)機器學習(xí)來(lái)解決的(de)問題應該包括以下(xià)三個(gè)性質:
1. 信息邊界明(míng)确,狀态有限;
2. 所有信息完全公開透明(míng);
3. 有明(míng)确的(de)勝負判斷标準。
我們來(lái)看看風險投資是否滿足這(zhè)三個(gè)條件。根據百度百科,風險投資的(de)定義如下(xià):
風險投資主要是指向初創企業提供資金支持并取得(de)該公司股份的(de)一種融資方式。風險投資公司爲一專業的(de)投資公司,由一群具有科技及财務相關知識與經驗的(de)人(rén)所組合而成的(de),經由直接投資被投資公司股權的(de)方式,提供資金給需要資金者(被投資公司)。風投公司的(de)資金大(dà)多(duō)用(yòng)于投資新創事業或是未上市企業,并不以經營被投資公司爲目的(de),僅是提供資金及專業上的(de)知識與經驗,以協助被投資公司獲取更大(dà)的(de)利潤爲目的(de),所以是一追求長(cháng)期利潤的(de)高(gāo)風險高(gāo)報酬事業。
在一個(gè)創業公司融資的(de)過程中,通(tōng)常分(fēn)爲種子輪(seed)、A 輪、B 輪、……、F 輪(一般 IPO 前不超過 F 輪)、最後是 IPO。以 IPO 上市退出無疑會帶給投資人(rén)最大(dà)的(de)收益;在上市無望的(de)情況下(xià),被收購(gòu)也(yě)是一種比較好的(de)退出方式。根據上面的(de)定義,風投的(de)手段是投資有希望的(de)早期創業公司,目的(de)是在退出時(shí)爲投資人(rén)牟取超高(gāo)額收益。
從機器學習(xí)問題的(de)角度來(lái)說,我們需要挖掘初創公司具備的(de)特征與該公司最終能否爲投資人(rén)帶來(lái)了(le)豐厚的(de)報酬之間的(de)關系:Y = f(X),即回答(dá)“什(shén)麽樣的(de)公司能在未來(lái)成爲獨角獸”這(zhè)個(gè)問題(X 代表特征向量,Y 代表是否帶來(lái)了(le)豐厚回報這(zhè)件事兒(ér))。訓練這(zhè)個(gè)模型是一個(gè)典型的(de)有監督學習(xí)問題。更重要的(de)是,風險投資比較好的(de)滿足上面提到的(de)三個(gè)條件:
1. 一個(gè)初創公司是否能夠成功大(dà)概率受以下(xià)幾方面的(de)影(yǐng)響:所處的(de)行業是否是風口行業、産品是否有核心競争力、創始團隊是否出色、是否有知名早期投資者扶持。與二級市場(chǎng)投資相比,風險投資問題的(de)邊界相對(duì)明(míng)确且狀态有限。
2. 關于初創公司的(de)團隊和(hé)融資路徑數據,雖然還(hái)遠(yuǎn)非盡善盡美(měi),但是也(yě)有足夠多(duō)的(de)數據(包括公開的(de)和(hé)可(kě)花錢購(gòu)買的(de))來(lái)建模。在美(měi)國,初創公司這(zhè)方面數據的(de)可(kě)得(de)性(availability)可(kě)能更高(gāo)一些,但是在國内也(yě)有像鲸準、IT 桔子、鉛筆道這(zhè)樣的(de)關于創業團隊相關數據的(de)提供方。
3. 對(duì)于風投來(lái)說,成功的(de)标準比較明(míng)确,就是成功退出(包括 IPO 退出或者被收購(gòu)退出)。更加發散一步,在建模和(hé)參數估計時(shí),也(yě)可(kě)以使用(yòng)創業公司完成了(le)哪一輪的(de)融資作爲判别的(de)依據。
需要明(míng)确說明(míng)一下(xià) Hunter and Zaman (2017) 研究的(de)樣本對(duì)象。該文的(de)樣本點僅考慮了(le) 2000 年之後在美(měi)國創辦的(de)、且從數據庫中可(kě)以獲得(de)其可(kě)靠種子輪或 A 輪融資數據的(de)公司;作者關注的(de)是早期融資成功的(de)那些公司中,哪些更有可(kě)能最終脫穎而出。滿足上述條件的(de)公司超過 24,000 個(gè)。以它們爲樣本,該文作者使用(yòng)機器學習(xí)算(suàn)法找到了(le)最有可(kě)能在未來(lái)成功的(de)創業公司應具備的(de)特質。由于樣本中的(de)公司都已完成了(le)種子輪或 A 輪融資,因此早期投資人(rén)的(de)背景和(hé)能力也(yě)成爲對(duì)公司建模的(de)一個(gè)特征維度。下(xià)面就來(lái)說說 Hunter and Zaman (2017) 考慮的(de)特征。
3 特征選擇
上一節提到,創業公司的(de)特征可(kě)以從以下(xià)四個(gè)方面考慮:
1. 行業
2. 産品
3. 領導團隊(包括高(gāo)管和(hé)顧問)
4. 早期投資者(首輪融資)的(de)資源和(hé)經驗
Hunter and Zaman (2017) 在構建特征時(shí)并沒有獨立考慮産品這(zhè)個(gè)維度(也(yě)沒有過多(duō)的(de)加以說明(míng))。我的(de)猜想可(kě)能是行業已經是産品的(de)一個(gè)有效代理(lǐ)指标,話(huà)句話(huà)說,産品和(hé)行業維度比較相關。另外的(de)原因就是在産品初期,能客觀定量評價它的(de)指标可(kě)能非常有限;産品本身太過細分(fēn),難以橫向比較。事實上,馬上我們将看到,Hunter and Zaman (2017) 考慮的(de)行業已經非常細緻,這(zhè)也(yě)暗示了(le)無需再進一步考慮産品這(zhè)個(gè)維度了(le)。接下(xià)來(lái),分(fēn)别從行業、領導團隊以及早期投資者三個(gè)維度介紹特征。這(zhè)些數據來(lái)自 Crunchbase 數據庫以及 Linkedin(領英)。
3.1 行業
Hunter and Zaman (2017) 考慮了(le)如下(xià)這(zhè)些行業。當一個(gè)創業公司所屬于某個(gè)行業時(shí),它對(duì)應的(de)行業特征取 1,否則爲 0。這(zhè)些行業包括:3D 打印、廣告、分(fēn)析、動畫(huà)、Apps 應用(yòng)程序開發、人(rén)工智能、汽車、無人(rén)駕駛汽車、大(dà)數據、生物(wù)信息、生物(wù)技術、比特币、商業智能、雲計算(suàn)、計算(suàn)機、計算(suàn)機視覺、約會交友、開發者 API、電子商務、線上學習(xí)、教育、線上虛拟體育、時(shí)尚、金融、金融服務、金融科技,健身、GPU、硬件、保健、健康診斷、醫院、保險業、互聯網、物(wù)聯網、iOS 開發、生活方式、物(wù)流、機器學習(xí)、醫療、醫療設備、信息派送、移動通(tōng)訊、納米技術、網絡安全、開放源碼、個(gè)人(rén)健康、寵物(wù)、照(zhào)片共享、可(kě)再生能源、共享出行、機器人(rén)、搜索引擎、社交媒體、社交網絡、軟件、太陽能、體育、交通(tōng)、視頻(pín)遊戲、虛拟現實和(hé)虛拟化(huà)。
3.2 領導團隊
領導團隊籠統的(de)包括高(gāo)管(含創始人(rén))以及顧問。主要考慮的(de)角度包括,團隊成員(yuán)在過去是否有成功的(de)創業經驗、團隊成員(yuán)之間工作和(hé)教育背景的(de)相似性和(hé)互補性、團隊和(hé)公司所處行業的(de)符合度、以及團隊的(de)平均年齡。下(xià)面分(fēn)别說明(míng)。首先,團隊成員(yuán)過去的(de)創業經驗包括如下(xià)六個(gè)指标。
其次,利用(yòng) Linkedin 的(de)數據,Hunter and Zaman (2017) 抓取了(le)所有領導團隊成員(yuán)在成立/加入本公司之前的(de)工作經曆,并從中計算(suàn)出了(le)如下(xià)代表他(tā)們工作經驗和(hé)背景的(de)特征。
在計算(suàn)工作重合度時(shí),Hunter and Zaman (2017) 采用(yòng)了(le) Jaccard Index(一種評價兩個(gè)集合中元素相似度的(de)常見方法)。具體方法爲,領導團隊成員(yuán)兩兩配對(duì),找出他(tā)們之前工作單位的(de)交集和(hé)并集,用(yòng)交集中成員(yuán)的(de)數量除以并集中成員(yuán)的(de)數量求出 Jaccard Index。這(zhè)個(gè)指标的(de)取值在 0 到 1 之間,是工作重合度的(de)度量,越高(gāo)說明(míng)重合度越高(gāo)。對(duì)于每個(gè)配對(duì),都能得(de)到一個(gè) Jaccard Index,然後計算(suàn)這(zhè)些 Jaccard Index 的(de)均值和(hé)标準差,作爲工作重合度的(de)均值和(hé)标準差。
在領導團隊的(de)教育背景方面,Hunter and Zaman (2017) 考慮了(le)最高(gāo)學曆、是否畢業于名校、以及教育背景重合度等特征。這(zhè)些特征包括:
在名校的(de)表單中,Hunter and Zaman (2017) 僅考慮了(le)美(měi)國的(de)學校(這(zhè)是個(gè)不足?),它們包括:伯克利、布朗大(dà)學、加州理(lǐ)工、卡耐基梅隆、哥(gē)倫比亞、康奈爾、達特茅斯、杜克大(dà)學、哈佛大(dà)學、約翰霍普金斯、麻省理(lǐ)工、西北(běi)大(dà)學、普林(lín)斯頓、斯坦福、芝加哥(gē)大(dà)學、賓夕法尼亞大(dà)學、以及耶魯大(dà)學。在計算(suàn)教育背景重合度時(shí),同樣采用(yòng)的(de)是 Jaccard Index,不再贅述。
對(duì)于團隊教育背景和(hé)公司所處行業的(de)相似性,Hunter and Zaman (2017) 使用(yòng)了(le) WordNet 詞彙數據庫,計算(suàn)每個(gè)領導團隊成員(yuán)學術專業和(hé)公司所處行業之間的(de)語義相似度(具體方法是 Palmer-Wu 相似度分(fēn)數,見 Wu and Palmer 1994)。得(de)到由每個(gè)成員(yuán)計算(suàn)出的(de)相似度後,取它們的(de)均值作爲團隊教育背景和(hé)公司行業的(de)相似性的(de)度量。最後一個(gè)關于創始團隊的(de)指标是在成立該公司時(shí),團隊的(de)平均年齡。出于年齡數據不全的(de)考量,作者假設團隊成員(yuán) 18 歲高(gāo)中畢業、22 歲本科畢業,然後根據他(tā)們獲得(de)相應學位的(de)年份和(hé)公司創辦的(de)年份計算(suàn)出目标年齡。
3.3 早期投資者
在早期投資者這(zhè)個(gè)維度,Hunter and Zaman (2017) 著(zhe)實花了(le)一番功夫,使用(yòng)約 83,000 個(gè)公司和(hé) 48,000 個(gè)投資者數據構建了(le)一個(gè)公司和(hé)投資者關系的(de)動态知識圖譜。該圖譜随時(shí)間變化(huà),對(duì)于任意給定的(de)時(shí)間點,圖譜中的(de)給定節點表示在那個(gè)時(shí)刻某個(gè)投資者投資了(le)某個(gè)公司。通(tōng)過這(zhè)個(gè)圖譜,作者計算(suàn)了(le)兩個(gè)評價早期投資者能力的(de)指标:投資人(rén)的(de)參與度和(hé)投資人(rén)的(de)成功率。
以上介紹了(le)從行業、團隊和(hé)早期投資者這(zhè)三個(gè)維度如何構建創業公司的(de)特征。其中的(de)難點在于數據的(de)抓取、數據的(de)清洗(提高(gāo)數據質量)、以及投資人(rén)和(hé)公司關系圖譜的(de)構建。
4 構建參數模型
有了(le)特征之後,下(xià)一步就是要把特征和(hé)最終模型學習(xí)的(de)目标聯系起來(lái)。對(duì)于選擇優秀的(de)初創公司這(zhè)件事兒(ér),目标應該是什(shén)麽呢(ne)?我們最終的(de)目标是找到最有希望 IPO 的(de)公司。但是使用(yòng)上述特征直接映射到創業公司能否 IPO (比如使用(yòng)邏輯回歸)太過簡單粗暴了(le)。下(xià)圖顯示了(le)在 Hunter and Zaman (2017) 的(de)樣本中,自 2000 年以來(lái)每年新成立的(de)公司的(de)數量以及每年處于各輪融資的(de)公司的(de)數量(從種子輪、A 輪、一直到被收購(gòu)或者 IPO)。
從上面的(de)右圖可(kě)見,能夠最終 IPO 的(de)獨角獸公司鳳毛麟角。如果僅僅以一個(gè)公司是否 IPO 作爲标簽的(de)話(huà),這(zhè)樣的(de)樣本數據是非常不均衡的(de)。以此來(lái)訓練分(fēn)類模型的(de)話(huà),常規的(de)方法會過度的(de)考慮對(duì)非 IPO 公司(占絕大(dà)多(duō)數)分(fēn)類的(de)準确性,而忽視對(duì)少數 IPO 公司的(de)準确性。從直覺上來(lái)看,我們似乎應關心對(duì) IPO 公司預測的(de)準确率,并爲此可(kě)以犧牲對(duì)該類預測的(de)召回率,以及對(duì)非 IPO 公司預測的(de)精度。但是不要忘記,IPO 的(de)回報是非常高(gāo)的(de) —— 不誇張的(de)說,早期 VC 投 100 個(gè)公司,有一個(gè)能夠最終 IPO 就足夠覆蓋其他(tā) 99 個(gè)失敗造成的(de)損失并給他(tā)帶來(lái)豐厚的(de)收益了(le)。這(zhè)樣的(de)收益特性稱爲 top-heavy payoff structure。基于此,我們似乎更應該關注對(duì) IPO 公司分(fēn)類的(de)召回率。無論如何,直接以是否 IPO 作爲标簽來(lái)訓練一個(gè)有監督分(fēn)類問題是過于簡化(huà)了(le)。更合理(lǐ)的(de)建模思路應該是什(shén)麽呢(ne)?從業務上來(lái)考慮,一個(gè)創業公司在成功的(de)曆經各輪融資後,它的(de)估值是在逐步提升的(de)。因此,使用(yòng)創業公司的(de)特征來(lái)對(duì)它估值的(de)變化(huà)建模似乎是一條可(kě)行并合理(lǐ)的(de)路徑。Hunter and Zaman (2017) 正是這(zhè)麽做(zuò)的(de)。
Hunter and Zaman (2017) 假設一個(gè)公司的(de)估值 V(t) 随時(shí)間的(de)變化(huà)可(kě)以由一個(gè)布朗運動描述,該布朗運動的(de)漂移率和(hé)擴散率同樣爲時(shí)間 t 的(de)函數,分(fēn)别爲 μ(t) 和(hé) σ(t)。假設在成立時(shí),公司的(de)估值爲 0,即 V(0) = 0,随著(zhe)時(shí)間的(de)推移,V(t) 按布朗運動波動。進一步假設不同的(de)融資輪對(duì)應不同的(de)估值阈值,當 V(t) 超過某輪阈值就意味著(zhe)該公司成功完成該輪融資。經過這(zhè)樣的(de)假設,一個(gè)公司每完成新一輪融資所需要的(de)時(shí)間就是這(zhè)個(gè)布朗運動的(de) first passage time(首達時(shí)間)。在進一步的(de)數學假設下(xià),作者給出了(le)布朗運動首達時(shí)間的(de)概率分(fēn)布函數 f 以及累計分(fēn)布函數 F(公式本身太“感人(rén)”了(le),因此我們僅僅給出它們的(de)數學符号,具體表達式就不列出來(lái)了(le),感興趣的(de)讀者請參考原文):
其中 t_0 表示下(xià)一輪融資的(de)起始時(shí)間、α 表示估值 V(t) 需要達到的(de)阈值。結合創業公司的(de)融資數據,作者觀察到了(le)如下(xià)特征,并将它們用(yòng)于對(duì) μ(t) 和(hé) σ(t) 的(de)建模中:
1. 大(dà)多(duō)數成功的(de)創業公司在早期幾輪融資中的(de)間隔時(shí)間大(dà)緻相同,這(zhè)說明(míng)我們可(kě)以假設在一段時(shí)間内,μ(t) 和(hé) σ(t) 保持不變;
2. 很多(duō)公司雖然在前幾輪融資成功,但是随著(zhe)時(shí)間的(de)推移,越來(lái)越多(duō)的(de)不免走向失敗,無法繼續獲得(de)融資。這(zhè)意味著(zhe)當過一個(gè)公司發展了(le)幾年後,布朗運動的(de)漂移率開始下(xià)降;
3. 随著(zhe)時(shí)間進一步推移,一個(gè)公司能夠成功(IPO 或者被收購(gòu))的(de)可(kě)能性越來(lái)越低(說明(míng)其估值 V(t) 到達某個(gè)極限,很難繼續增長(cháng)),這(zhè)意味著(zhe) μ(t) 和(hé) σ(t) 将随著(zhe) t 的(de)增大(dà)趨近于 0。
考慮到這(zhè)些特性,Hunter and Zaman (2017) 對(duì) μ(t) 和(hé) σ(t) 的(de)表達式總結如下(xià):
這(zhè)表明(míng)當 t ≤ ν 時(shí),μ(t) 和(hé) σ(t) 爲常數;而當 t > ν 時(shí),μ(t) 和(hé) σ(t) 按指數衰減。ν、τ、μ_0 及 σ_0 需要根據訓練集數據得(de)到,其中 ν 和(hé) τ 的(de)取值對(duì)所有公司相同,而 μ_0 及 σ_0 是每個(gè)公司特有的(de)參數。用(yòng)什(shén)麽來(lái)決定每個(gè)公司的(de) μ_0 和(hé) σ_0 呢(ne)?你一定已經猜到了(le):公司的(de)特征!如此一來(lái),公司特征就和(hé)上述布朗運動有機的(de)結合起來(lái)了(le)。對(duì)于 μ_0 和(hé) σ_0,分(fēn)别考慮兩組參數向量 β 和(hé) γ,并令 μ_0 和(hé) σ_0 是特征向量 X 以 β 和(hé) γ 分(fēn)别爲權重的(de)線性組合:
此外,Hunter and Zaman (2017) 認爲外部環境的(de)改變會影(yǐng)響公司特征對(duì)于公司能否成功的(de)重要性。爲此,他(tā)們假設同年成立的(de)公司共享一組 β,但不同年份之間 β 向量是不同的(de)(當然不同年的(de) β 之間是不獨立的(de))。對(duì)于給定年份,所有在該年成立的(de)創業公司使用(yòng)該年的(de) β 向量和(hé)自身的(de)特征向量 X 來(lái)求解漂移率 μ_0。
最終需要根據訓練集來(lái)估計的(de)參數包括 β 和(hé) γ,以及用(yòng)來(lái)描述漂移率和(hé)擴散率随時(shí)間變化(huà)結構的(de) ν 和(hé) τ。對(duì)于給定的(de)參數,可(kě)以求出描述公司估值變化(huà)的(de)布朗運動的(de)漂移率和(hé)擴散率,即 μ(t) 和(hé) σ(t),從而計算(suàn)出估值 V(t) 到達各輪融資阈值的(de)首達時(shí)間的(de)概率分(fēn)布;有了(le)這(zhè)個(gè)概率分(fēn)布便能求出每個(gè)創業公司在個(gè)給定的(de)時(shí)間内是否能成功完成指定輪融資的(de)概率。在參數估計中,目标函數就是最大(dà)化(huà)所有訓練集樣本點各輪融資發生的(de)概率。爲了(le)計算(suàn)概率,需要給定各輪融資的(de)阈值。Hunter and Zaman (2017) 将這(zhè)些阈值作爲模型的(de)超參數直接給定,但他(tā)們也(yě)強調模型對(duì)融資阈值的(de)選擇并不敏感。由于在模型中融資阈值對(duì)所有公司都一樣,因此它們僅對(duì) β 和(hé) γ 參數的(de)大(dà)小起縮放(scaling)作用(yòng),并不影(yǐng)響特征和(hé)目标函數之間的(de)内在關系。由于目标函數太複雜(zá),作者采用(yòng)了(le) Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno 算(suàn)法(一種求解無約束非線性優化(huà)問題的(de)叠代算(suàn)法,見 Yuan 1991),它能比傳統的(de)梯度法更快(kuài)的(de)找到最優解。
5 構建最優投資組合
通(tōng)過上述參數模型,作者構建了(le)公司特征和(hé)公司估值 V 變化(huà)之間的(de)關系。但到了(le)這(zhè)一步還(hái)沒結束,僅僅有了(le)這(zhè)個(gè)關系,我們隻能大(dà)緻知道哪個(gè)公司可(kě)能更有希望獲得(de)融資。爲了(le)從成千上萬的(de)創業公司中找出獨角獸,我們最關心的(de)是每個(gè)創業公司最終能夠在有限時(shí)間内實現 IPO 的(de)概率。有了(le)首達時(shí)間的(de)概率分(fēn)布函數 F 和(hé)模型的(de)參數,很容易通(tōng)過下(xià)式求出任何公司 i 最終 IPO 的(de)概率,記爲 p_i(其中 H 爲實現 IPO 所需要的(de)阈值):
有了(le)每個(gè)公司成功的(de)概率 p_i,那麽 VC 是不是隻需要将有限的(de)資金投入給成功概率最高(gāo)的(de)那些公司就可(kě)以了(le)呢(ne)?答(dá)案并非那麽簡單。假設一共有 m 個(gè)創業公司,由于資金有限制,VC 需要從中選出 k 個(gè),目标是這(zhè) k 個(gè)裏面至少有一個(gè)最終會 IPO。這(zhè)個(gè)問題類似背包問題(knapsack problem)或集合覆蓋問題(set covering problem),其目标函數可(kě)以寫成:
其中 [m] = {1, 2, …, m} 構成了(le)所有公司的(de)集合,S 是 [m] 的(de)子集、大(dà)小爲 k,E_i 代表公司 i 成功 IPO(其概率爲 p_i)。由于我們希望至少有一個(gè) IPO 成功,因此隻需要将不同的(de) E_i 求交集。U(S) 就是選出的(de) k 個(gè)公司中,至少有一個(gè) IPO 成功的(de)概率,所以我們希望最大(dà)化(huà) U(S)。這(zhè)個(gè)問題是 HP-hard,難以求解。但是,該問題具備一些不錯的(de)數學性質使得(de)貪心算(suàn)法(greedy)可(kě)以找到不錯的(de)次優解。使用(yòng)貪心算(suàn)法,每一輪從所有剩餘公司中選擇一個(gè),選出來(lái)的(de)應該是能夠最大(dà)化(huà)目标函數的(de)邊際增長(cháng),直到 k 輪後,一共選擇 k 個(gè)公司構成 S。
如果令 S_G 和(hé) S_W 分(fēn)别表示貪心算(suàn)法的(de)解和(hé)全局最優解,那麽可(kě)以證明(míng),目标函數的(de)準确性是有下(xià)界的(de):
當 E_i 之間獨立時(shí) S_G 和(hé) S_W 完全一緻。在實際的(de)求解中,Hunter and Zaman (2017) 假設公司之間能否 IPO 是獨立的(de)。利用(yòng)獨立性可(kě)以把目标函數表示成 p_i 的(de)形式(p_i 是公司 i 成功 IPO 的(de)概率):
最後需要指出的(de)一點是,在上一節的(de)建模中,作者令系數 β 随時(shí)間變化(huà)。因此在計算(suàn)目标函數 U(S) 的(de)時(shí)候必須考慮 β 的(de)變化(huà)引入的(de)随機性。這(zhè)意味著(zhe) U(S) 實際是關于 β 的(de)期望,即我們最終要最大(dà)化(huà)的(de)是按照(zhào) β 的(de)概率分(fēn)布計算(suàn)出來(lái)的(de)至少有一家創業公司成功 IPO 的(de)期望概率:
這(zhè)個(gè)期望可(kě)以使用(yòng)蒙特卡洛積分(fēn)求解。這(zhè)就是這(zhè)個(gè)量化(huà)風投框架的(de)全部内容。
6 量化(huà)效果
Hunter and Zaman (2017) 使用(yòng) 2000 到 2010 年的(de)數據作爲訓練集,之後的(de)數據作爲測試集,檢驗了(le)他(tā)們提出的(de)量化(huà)框架。通(tōng)過在訓練集上訓練模型,他(tā)們得(de)到了(le)每個(gè)公司估值布朗運動的(de)漂移率 μ_0 和(hé)擴散率 σ_0。将所有公司按照(zhào)其最高(gāo)的(de)融資輪次分(fēn)組,并考察每組中公司的(de) μ_0 和(hé) σ_0 的(de)中位數有:
觀察這(zhè)張圖可(kě)以得(de)到如下(xià)啓發:
1. 表現較差的(de)創業公司(最高(gāo)融資輪止步于種子輪或者 A 輪)通(tōng)常有較低的(de)漂移率;
2. 表現一般的(de)創業公司(最高(gāo)融資輪爲 B 到 F 輪)通(tōng)常有較高(gāo)的(de)漂移率,但是較低的(de)擴散率;
3. 表現最好的(de)公司(以 IPO 或者被收購(gòu)退出)的(de)漂移率僅僅是一般水(shuǐ)平,但是卻有很大(dà)的(de)擴散率。
這(zhè)似乎說明(míng)足夠大(dà)的(de)擴散率是成功的(de)必要條件。這(zhè)讓我們自然的(de)提出下(xià)一個(gè)問題:什(shén)麽樣的(de)公司特征可(kě)能帶來(lái)比較大(dà)的(de)擴散率(和(hé)漂移率)?作者給出了(le) 2010 年對(duì)漂移率産生最大(dà)影(yǐng)響的(de)五個(gè)行業和(hé)非行業特征及它們的(de)系數(别忘了(le) β 每年是變的(de)),以及對(duì)擴散率産生最大(dà)影(yǐng)響的(de)五個(gè)行業和(hé)非行業特征及它們的(de)系數:
從行業的(de)角度來(lái)說,在 2010 年,影(yǐng)響漂移率的(de)五大(dà)行業是線上學習(xí)、共享出行、開源、雲計算(suàn)以及生物(wù)信息學;影(yǐng)響擴散率的(de)五大(dà)行業是社交媒體、信息派送、社交網絡、APPs 應用(yòng)程序開發以及雲計算(suàn)。這(zhè)意味著(zhe)這(zhè)些行業的(de)想象空間(波動)比較大(dà)。從非行業特征角度來(lái)說,無論是對(duì)于漂移率還(hái)是擴散率,最重要的(de)特征就是創始團隊的(de)經驗,特别是管理(lǐ)團隊成員(yuán)是否在成立本公司之前有過成功的(de)創業經曆。除此之外,教育背景(是否畢業于名校),和(hé)早期投資者過往的(de)成功率(maximum acquisition fraction)也(yě)尤爲重要。
根據訓練模型和(hé)最優投資組合的(de)優化(huà)函數,作者分(fēn)别在 2011 年和(hé) 2012 年構建了(le)兩個(gè)投資組合,每個(gè)裏面包含 10 個(gè)創業公司。這(zhè)兩個(gè)組合如下(xià)表所示,其中第二列爲到 2016 年底每個(gè)公司最終的(de)融資或退出情況,第三列爲模型預測的(de)退出概率 p_i,第四列爲組合中依次加入每個(gè)公司之後目标函數 U(S) 的(de)變化(huà)。
結果顯示,在 2011 年選出來(lái)的(de) 10 個(gè)公司中,有 6 個(gè)如今已經成功退出了(le)(包括 1 個(gè) IPO 和(hé) 5 個(gè)被收購(gòu));在 2012 年選出的(de) 10 個(gè)公司中,有 4 個(gè)已經退出了(le)(均是被收購(gòu))。這(zhè)可(kě)以說是令人(rén)稱奇的(de)結果了(le)。爲了(le)橫向比較,Hunter and Zaman (2017) 把他(tā)們的(de)模型和(hé)頂級 VC 以及一個(gè)基準模型比較。基準模型采用(yòng)了(le) ordered logistic regression 算(suàn)法,它使用(yòng)每個(gè)公司最高(gāo)的(de)融資輪作爲标簽,進行有監督分(fēn)類。
上圖中,左側的(de)爲 2011 年的(de)結果,右側爲 2012 年的(de)結果。橫坐(zuò)标表示所投公司數量,縱坐(zuò)标爲成功退出公司的(de)數量。其中紅線和(hé)藍線爲基于 Hunter and Zaman (2017) 框架的(de)兩個(gè)版本的(de)模型的(de)結果,它們的(de)成功率遠(yuǎn)超基準模型以及頂級 VC;在 2011 年的(de)組合中,當投資個(gè)數增加時(shí),基準模型 ordered logistic regression 也(yě)取得(de)了(le)不錯的(de)效果,但是當投資的(de)創業公司較少時(shí),Hunter and Zaman (2017) 的(de)框架仍然是最出色的(de)。
7 啓發與思考
Hunter and Zaman (2017) 在這(zhè)個(gè)量化(huà)風險投資框架中集成了(le)大(dà)量的(de)機器學習(xí)和(hé)數學優化(huà)算(suàn)法。對(duì)它們的(de)梳理(lǐ)如下(xià):
1. 從創業公司數據庫(如作者采用(yòng)的(de) Crunchbase)和(hé) Linkedin 抓取創業公司和(hé)創業者、投資人(rén)的(de)數據;從行業、團隊、早期投資人(rén)三個(gè)維度構建特征;這(zhè)其中運用(yòng)了(le)知識圖譜的(de)構建以及語義分(fēn)析等技術;
2. 使用(yòng)帶漂移率和(hé)擴散率的(de)布朗運動來(lái)建模創業公司估值的(de)變化(huà),以最大(dà)化(huà)訓練集中所有公司各輪融資發生的(de)概率爲目标訓練模型參數,這(zhè)是一個(gè)有監督學習(xí)問題,求解時(shí)采用(yòng)了(le) BFGS 算(suàn)法;
3. 根據模型的(de)參數,使用(yòng)布朗運動首達時(shí)間的(de)概率分(fēn)布計算(suàn)出每個(gè)公司實現 IPO 的(de)概率。
4. 使用(yòng)貪心算(suàn)法和(hé)蒙特卡洛積分(fēn)求解公司選取最優化(huà)問題,最優化(huà)的(de)目标是最大(dà)化(huà)選出來(lái)的(de)公司中至少有一個(gè)能夠實現 IPO 的(de)概率。
一個(gè)優秀的(de)風險投資公司必備的(de)兩點是一套科學的(de)方法論(來(lái)洞察投資熱(rè)點和(hé)評估創業團隊),和(hé)豐富的(de)資源(無論是募資能力還(hái)是社會資源)。沒有前者,它找不到好的(de)項目;沒有後者,好的(de)項目不找它。本文介紹的(de)這(zhè)個(gè)量化(huà)框架可(kě)以是這(zhè)套科學方法論的(de)有利助力。爲什(shén)麽這(zhè)麽說呢(ne)?因爲哪怕是抛開該框架在樣本外的(de)預測效果而言,它通(tōng)過訓練集建模得(de)到的(de)參數就能給 VC 們帶來(lái)很多(duō)非常有幫助的(de)啓發,這(zhè)其中包括對(duì)熱(rè)點行業的(de)追蹤以及對(duì)優秀創業公司必備的(de)特征的(de)精準定位。比如,通(tōng)過模型的(de)參數可(kě)以找出時(shí)下(xià)最熱(rè)門的(de)行業,并指出一個(gè)創業公司想要成功必備的(de)特質是創始人(rén)的(de)工作經曆和(hé)教育背景 —— 資本尤其青睐連續創業者。這(zhè)些發現和(hé)國内很多(duō)頂級 VC 的(de)“投的(de)是人(rén),而不是項目”的(de)理(lǐ)念不謀而合。
當然在現階段,純量化(huà)的(de)風投框架無法解決一個(gè)風投公司的(de)資源問題。換句話(huà)說,一個(gè)量化(huà)型風投基金如果沒人(rén)脈沒資源、沒有足夠的(de)募資能力,那即便是它找到了(le)最具成功潛質的(de)公司,也(yě)很難得(de)到股權投資的(de)機會。但是對(duì)于那些已在市場(chǎng)中站穩腳跟的(de) VC 們,掌握一套量化(huà)的(de)科學評估體系(無論是對(duì)行業還(hái)是對(duì)創業公司) —— 即便該體系沒有本文介紹的(de)這(zhè)麽複雜(zá) —— 也(yě)都是大(dà)有裨益的(de)。該體系一定會在當下(xià)的(de)風投界爲這(zhè)些 VC 們赢得(de)一定的(de) edge。如果有一天,機器學習(xí)(或更廣義的(de),人(rén)工智能)真的(de)在投資界大(dà)有作爲,那麽一級市場(chǎng)的(de) VC 們恐怕會比二級市場(chǎng)的(de)基金經理(lǐ)們率先“淪陷”,而“幹掉”他(tā)們的(de)正是他(tā)們扶持起來(lái)的(de)這(zhè)些人(rén)工智能領域的(de)獨角獸們。
猶未可(kě)知。
參考文獻
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Yuan, Y.X. (1991). A modified BFGS algorithm for unconstrained optimization. IMA Journal of Numerical Analysis 11(3), 325 – 332.
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