大約在十年前，因網路事業興盛及工業物聯網廣受討論，台灣從政府到業界都在談工業 4．0。但到底什麼是工業4．0，沒有人能給出清晰的答案。有人説德國工廠的自動化生產就是工業 4·0，有人説工業機器人加物聯網應就算是。但問題來了，台積電算不算是工業4．0，而讓我們認為是傳統農業科技有無工業 4·0 問題？若有工業 4．0，那必有工業 3．0 及向前推的工業 2．0 及 1．0 那到底是什麼？若非如此，人們也可説工業 100．0，並加一些宣傳資料，相信外人也只能像霧裏看花般，愈看愈模糊。本文的目的就是在提供一種看法，能將工業 4．0 的內涵講的明白。另搭配台灣產業發展的經驗，一步步從工業 1．0 説起，最後依序才到工業4．0（如附表所示）。如此大家就能有一比較清晰的視野，來觀照我們自己的社會以及其未來的挑戰。
工業1．0 加工出口區（無核心技術，只負責組裝加工）
台灣在日治時期，主要是以農業生產為主，少數壟斷式工業，大都掌握在日本人手中。在戰後初期，外銷的主力仍以農產品為大宗。到西元六零年代起，美日等大公司，為降低生產成本，紛紛將其產品之組裝移到東亞各地。而我國政府為因應此趨勢，就在港口附近紛紛成立加工出口區。大家所熟悉的女工形像，就是那時期所建立起來（如流行歌曲「孤女的願望」所描述般）。而號稱的亞洲四小龍，也是承此趨勢，一一建立起外貿體系，來迎上工業化第一級別的挑戰。在此時期，所有加工前的元件，以及加工完的產品銷售，都由國外大廠所控制，而台灣只能賺取微博的組裝利潤。但因台灣的教育普及，很多加工區的工程師及老闆，漸漸掌握從原物料到元件生產的各種技術，所以接續升級走上代工之路。在某些領域甚至走到世界的前沿，如土木、機械、化工等領域，因先進國家的環保及工資要求較高，國外的大廠轉向更高級的產品去發展，而放棄中低階的產品，如此台灣的廠商就有機會掌握全球市場。如台灣的腳踏車及機車產業，已可號稱全球第一。但汽車產業，只能做到零組件階段。至於飛機產業，則連零組件都很難達到正式的產業規模。
工業2·0 代工王國（有八成加工能力，無核心技術專利）
從西元1980年起到今，我國大約有四十年的時間在發展代工產業，在此階段的特徵是，每一產品的八成加工技術都為每個代工公司所掌握，但最核心的關鍵技術仍掌握在國外系統整合廠商手上。以現在最熱門的資通訊產業及晶片設計及製造產業而言，台灣幾乎是白牌王國。其中表現最成功的就是台積電，其核心技術幾乎已完全掌握，但在產業分工上，仍是由國外大廠在掌握品牌及產品行銷。所以其客戶也可以選擇三星等公司代工，來降低其售價成本。因台積電不斷在精進其尖端技術，才撐得起台灣「護國神山」的角色。
在這四十年中，大約可分成兩個階段，其第一階段約在西元1980年到2000年左右，台灣本土的代工產業突飛猛進，年年大量的對美貿易順差，造成為美台間的貿易失衡的大難題，所以政府要年年組團赴美採購，來平衡貿易順差。
但到西元2000年後，幾乎所有的台商全面向中國轉移生產基地，即核心元件在台灣製造，成品在中國組裝，而後行銷到美國及歐洲。這種分工模式，讓中國每年有將近 5 到 6千億美元的貿易順差，而台灣對中港有超過一千億美的順差。也就是中國的貿易利潤約有二成比例分給台商。但查中國對外貿易貢獻最大的公司，幾乎全是台商的天下。也就是台商借中國便宜的勞動力，將中國塑造成製造業大國，即所謂的世界工廠角色。但也無形中將中國推展到全球 GDP 第二大的國家。在其間中國不斷以國內廣大的市場，來開創產業巨獸，如阿里巴巴、華為等公司。此時加上歐美資本的加持，這些中國大公司，儼然要買下整個台灣產業的態勢。約在五年前，中國的專家已點名，國巨公司，他們還得花五年時間學習，而台積電大約要十年以上的時間挖角學習，至於其他的產業（如聯發科、及各伺服器大廠），他們已完全可以取而代之。
但美中的貿易戰興起，才終止台商不斷將資金及技術投入中國的趨勢。目前中國和台灣之間的政治予盾不斷尖鋭化，但雙方的貿易結構仍未改變，政府與民間都無法找出解決之道。而其真正核心，就是工業 3．0 問題。
工業 3·0 國際公司（有核心技術專利及品牌，可委外代工）
台灣從農業、傳統產業、資通訊及晶片產業，一路走來已近七十年的時間。而這些經驗已九成轉移到中國去發展。若產業的體質不調整，則未來的挑戰會更加嚴苛。目前對中國的貿易順差，是在美中日台間的貿易循環下的利潤所撐起。預估美中間的貿易結構會發生巨變而脫鈎，真正切開，則我國的國際貿易順差將不復存在。而這可能在四至五年內就會發生。南韓就是將市場的主力放在中國，而今才大嚐苦果，其產業在中國，已完全被中國大公司所取代。某方面南韓之各大公司，乃完全學習日本的大公司的經驗所建構。其步伐已領先台灣一步，若今日的苦果熬盡，再站起來的話，日後台灣將無法和其全面競爭（軍事工業我們已輸給南韓）。
宏碁公司早在幾十年前，就提出要發展品牌行銷，但本身沒有雄厚的研發基礎，其以代工廠的能耐要跨入和國際大廠競爭，沒幾回合就敗陣連連，某方面今日的南韓大公司就是面臨此命運。那麼其關鍵處何在？那就要看美國歐洲等大公司是如何經營其產業。
以科技業來説，沒有雄厚的研發成果（其能掌控其產業的所有核心知識），就不可能建立起美日歐等各大公司，其事業範圍涵蓋所有領域。農業有孟山都、歐美各大藥廠、德國日本的汽車業及精密械業、歐美的飛機產業、以及重中之重的軍事工業（陸海空及太空武器）。每一事業都需投入大量的研發經費，而其背後都有政府在大力支持。基本上，研發團隊及成果（專利及特殊營業密秘）才是其公司的核心價值之所在。當然這些公司大都是經歴百年以上的經驗所累積出來（日本是1870年明治維新以後，所建立的各大財團公司）。
台灣的代工事業想要切入以研發為核心，品牌產品為主力的全球貿易事業，政府的產業政策之思維必須大大的調整。所以現階段台灣產業的挑戰，是如何由工業 2．0 跳到工業 3．0，而非妄想直接就跳到工業 4．0。以最近台灣各大都市想要興建的捷運系統，及政府要推動風力發電而言，全部由歐美外商來承包，就代表我們國內系統整合商的能力嚴重不足。
現今台灣想要發展研發事業，就必先廣召科技界的博士級人力，再加上超級電腦結合軟體的前瞻性研究，累積豐富的研發成果專利，才有機會，當然這些專利成果必須達到領先全球同行的水準。最近韓國三星公司在美國建立的晶片廠，已聘請原在英特爾工作的超級電腦專家，來領導建構三星公司自己的超級電腦及雲端管理系統。這代表韓國的大公司，其視野已跟上國際大廠的腳步，而台灣各大公司，若還只想憑代工賺二岸貿易順差的紅利，請問這種政經予盾情境還能維持多久？
工業 4．0 大數據及人工智慧的挑戰
大約在公元2000年起，歐美日各大公司，都面臨網路事業的衝擊，如今電影產業已大部分改到影音平台上播放。至於各科技大廠，因其產品是行銷全球。所以從研發成果到尋求代工生產，及最後的行銷，都需要用大數據做管理與服務。
以賓士汽車公司為例，各國的用戶只要將待修的汽車開入其維修中心，開動引擎所發生的聲響，其人工智慧軟體就能研判出，汽車可能故障機件何在。而波音及空中巴士所賣出的每一台飛機，其飛行情境及機件維修，都有大數據及人工智慧軟體在控管。也就是所有國際大廠從研發源頭到產品服務管控，都需要升級到利用自己的雲端中心，來提昇公司的數位化服務能力。而這些公司營運大數據的累積，日後就成為公司最核心的營業秘密。凡是不會用大數據及人工智慧來控管公司營運過程，終會在全球的商業競爭中敗下陣來。當然仍處在工業 1·0 及 2．0 的公司，對這種大系統整合商的困擾，就很難有深刻的體會。
最近美國拜登政府，禁止美國尖端的晶片輸入中國，當中輝達 A100GPU 加速晶片最為敏感。汽車專家都説中國的自動駕駛車的發展會受影響。為什麼？因現今大數據人工智慧之現況，若是單一項目的目標，如車牌辨識、語音辨識及人臉辨識，大約需要十萬筆被簽注資料的訓練，才能達到九成九以上的準確率。而自動駕駛車之訓練，涉及氣候、路況、交通規則、及其他車況或人為的突發事故。其所涉及的數據範圍，可能需上億筆資料訓練，以及相應多元目標的抉擇。各汽車大廠，無不以成千上萬片的的 GPU 在做大量神經網路學習運算。最後只剩少數的神經網路權重值存留下來，由此就可寫入一片 GPU 中來運作自動駕駛。
每一個汽車大廠，都將此自動駕駛的成果，當成公司的營業機密。但先決條件，其必須聘僱足夠多的電腦硬體人才，及相搭配的軟體研發人才，更需要耗費十年以上的時間，經由不斷來來回回測試修正，才能有先端的技術做全球性競爭的利器。而現在大家在觀注的無人機及無人戰艦的課題，日後也都會面臨此挑戰。由此可知，各國際性大公司的大數據與人工智慧的挑戰到底有多大，問題是台灣的政府與民間真的準備好了嗎？
＊作者為成大講座教授
