Informe de análisis del mercado de refrigeración por inmersión en centros de datos: tamaño, participación y tendencias por tipo (sistema de refrigeración por inmersión monofásico, sistema de refrigeración por inmersión bifásico), por fluido refrigerante (aceite mineral, agua desionizada, fluidos a base de fluorocarbonos, fluidos sintéticos), por aplicación (computación de alto rendimiento, computación perimetral, inteligencia artificial, minería de criptomonedas, otras aplicaciones) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica). Previsiones para el período 2025-2033.

Factores de crecimiento del mercado

Aumento del número de centros de datos a hiperescala

El creciente desarrollo de la infraestructura de TI en economías emergentes como India, China y otros países probablemente impulsará la demanda de centros de datos. Se prevé que la necesidad de centros de datos aumente debido a la adopción del modelo de nube, que ofrece beneficios operativos y de costos para la industria de TI. Según un estudio de NTT Ltd, más de la mitad de los encuestados (52%) mencionó que la nube tendría el mayor impacto transformador en las operaciones comerciales de su organización. Por lo tanto, aumentará la demanda de refrigeración para centros de datos, lo que llevará a la implementación de métodos de refrigeración líquida según las preferencias de los usuarios finales.

Un informe sobre el mercado indio de centros de datos, elaborado por Straits Research Advisory and Intelligence, estima que el sector crecerá a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 12 % hasta 2026. Diversas tendencias y tecnologías impulsarán este crecimiento. Una encuesta reciente del Uptime Institute reveló que el 73 % de los gestores de centros de datos prevén aumentar el uso de la automatización debido a la pandemia. Además, un tercio anticipa que las dificultades para contratar personal se traducirán en equipos operativos más pequeños, incluso a medida que el volumen de servidores siga aumentando.

Las firmas de capital privado y las grandes empresas de inversión continuaron ganando cuota de mercado en el sector de los centros de datos en 2021, invirtiendo decenas de miles de millones de dólares en adquisiciones, sin planes de frenar esta tendencia en 2022. Estas inversiones impulsan la demanda del mercado.

Cómo gestionar el consumo de energía de alta densidad

Desde 1990, el consumo energético para la climatización se ha triplicado con creces, lo que supone un reto considerable para los sistemas eléctricos, sobre todo durante los periodos de máxima demanda y las olas de calor extremas. En 2020, la demanda mundial de climatización volvió a crecer, en parte debido al aumento de la climatización en los hogares, ya que más personas pasaban más tiempo en casa. En 2020, la climatización representó aproximadamente el 16 % del consumo final de electricidad en el sector de la construcción (alrededor de 1885 TWh).

La necesidad de un sistema de refrigeración para una mayor eficiencia se hace evidente con claros indicadores de que los operadores de centros de datos han aumentado las densidades de racks en los últimos años (según AFCOM). Además, según Cisco Systems, elalmacenamiento en centro de datosLa capacidad de coubicación aumentó de 250 exabytes en 2018 a 330 exabytes en 2019. Posteriormente, el creciente uso de Big Data e IA, entre otras tecnologías, ha llevado a las organizaciones a enfrentarse a un desafío de sobrecarga de datos. Por ejemplo, IBM Corporation construyó cuatro nuevos centros de datos en la nube en Estados Unidos en respuesta a la creciente demanda del país de capacidades cognitivas. Es probable que esto impulse a estos centros de datos a utilizar tecnologías de refrigeración avanzadas.

En cuanto a la absorción de energía, la refrigeración por inmersión líquida sumerge todos los componentes eléctricos en un líquido dieléctrico, reduciendo así el consumo energético de los sistemas informáticos entre un 10 % y un 45 %, según Asperitas, una startup holandesa que comercializa módulos de refrigeración por inmersión líquida plug-and-play para centros de datos. Además, destacó que los líquidos dieléctricos adecuados absorben aproximadamente 1500 veces más calor que el aire con el mismo volumen y temperatura. Todos estos factores contribuyen al crecimiento del mercado.

Restricción del mercado

Alta inversión con mayor gasto de capital

Para una gran empresa, el coste de sustituir servidores averiados con mayor frecuencia de lo habitual puede resultar, a largo plazo, menos costoso que el de operar un centro de datos a hiperescala a temperaturas más bajas. Sin embargo, con la creciente integración de GPU en los centros de datos, impulsada por la necesidad de una mayor capacidad de procesamiento, las grandes empresas deben adoptar una tecnología de refrigeración eficiente.

Si se compara el sistema de refrigeración por inmersión bifásica con el monofásico, los costos iniciales del primero son mucho mayores debido a la complejidad de la ingeniería. Dado que la tecnología de inmersión es relativamente nueva en comparación con el agua o el aire, y que la tecnología de refrigeración aún está en desarrollo, su costo es comparativamente más elevado que el de las tecnologías tradicionales.

Además, el costo de los refrigerantes a base de fluorocarbonos es elevado, ya que deben reponerse con frecuencia. Estos refrigerantes cuestan cientos de dólares por galón, lo que incrementa los gastos operativos totales y contrarresta cualquier pequeña mejora en la eficiencia energética, sin mencionar el costo total de propiedad (CTP). Todos los factores mencionados anteriormente obstaculizan el crecimiento del mercado.

Oportunidad de mercado

Crecimiento significativo en las actividades de innovación entre proveedores de centros de datos y proveedores de líquidos de inmersión.

Se ha observado un crecimiento significativo en las actividades de innovación entre los proveedores de centros de datos y los proveedores de líquidos de inmersión. Digital Reality está probando una solución de refrigeración por inmersión monofásica durante el verano como parte de su estrategia de plataforma digital. Es probable que este tipo de colaboraciones se consoliden en el futuro, dado que la pandemia ha incrementado la necesidad de centros de datos. Una arquitectura de servidor rediseñada, optimizada para aplicaciones de baja latencia y alto rendimiento, y operaciones de bajo mantenimiento, es posible gracias a la capacidad de agrupar los servidores en el tanque. Para su uso en aplicaciones como los vehículos autónomos, dicho tanque podría ubicarse debajo de una torre de comunicaciones celulares 5G en el centro de una ciudad.

Se espera que políticas como mantener los datos en el área geográfica donde la ley del país controla la privacidad de los datos impulsen la adopción de centros de datos en las regiones donde la refrigeración por inmersión, como inversión inicial, resulta ventajosa en el costo recurrente al mejorar la eficiencia, reducir el espacio de construcción necesario, disminuir la frecuencia de mantenimiento, reducir las facturas de energía y disminuir las piezas mecánicas en funcionamiento.

Análisis regional

América del Norte representó la mayor cuota de mercado y se estima que crecerá a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 26,7 % durante el período de pronóstico. Las nuevas tecnologías se adoptan rápidamente en América del Norte. Los inversores en centros de datos están invirtiendo más en tecnologías de refrigeración directa al chip y por inmersión líquida. El desarrollo mundial de las redes 5G, de las cuales Estados Unidos es uno de los primeros en adoptarlas, ha impulsado la importancia de los centros de datos perimetrales. Muchos operadores estadounidenses han comenzado a invertir en estos centros, incluidos EdgePresence, EdgeMicro y American Towers.

Además, según Cisco Systems,datos móvilesEl tráfico de datos en Estados Unidos ha crecido significativamente con el tiempo, pasando de 1,26 exabytes mensuales en 2017 a 7,75 exabytes mensuales en 2022. Según Ericsson, se prevé que para 2030 este tráfico se triplique. Además, tanto particulares como empresas utilizan internet con mayor frecuencia en Estados Unidos. El país es el mayor mercado para centros de datos y sigue expandiéndose debido al aumento del consumo de datos por parte de los usuarios finales. Ahora, gracias a la creciente popularidad del Internet de las Cosas (IoT), un factor clave para el mercado estadounidense de centros de datos a hiperescala, más instalaciones pueden gestionar los exabytes de datos generados tanto por empresas como por consumidores.

Tendencias del mercado en Asia-Pacífico

Asia-Pacífico es la segunda región más grande. Se estima que alcanzará un valor esperado de 955 millones de dólares para 2030 con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 26,5 %. La industria de los centros de datos está experimentando un crecimiento significativo y se centra cada vez más en la eficiencia y el máximo tiempo de actividad. China se está concentrando en liderar la construcción de centros de datos frente a sus pares globales, y las grandes empresas buscan ampliar sus centros de datos para garantizar la estabilidad y confiabilidad de los servicios de datos, como la aplicación de 5G, dispositivos portátiles, el internet de las cosas y la inteligencia artificial, lo que impulsa una creciente demanda de potencia de cálculo. A medida que la inteligencia artificial y cargas similares se convierten en práctica estándar en varios sectores verticales de la industria en China, los procesadores aceleradores se están abriendo camino en los centros de datos empresariales. Las tecnologías que funcionan con latencia cero procesan la información a velocidades astronómicas con la ayuda de sistemas aceleradores, lo que aumenta los requisitos de todos los servicios sensibles a la latencia. Estos aceleradores de hardware tienen mayores requisitos de refrigeración, tanto que necesitan alrededor de 200 W o más para su enfriamiento. Junto con un servidor de alto rendimiento, la necesidad de refrigeración de cada sistema puede alcanzar casi 1 kW. Esto impulsa el uso de la tecnología de refrigeración por inmersión en los centros de datos de la región.

Tendencias del mercado europeo

Europa es la tercera región más grande. La proliferación de IA, Edge computing, 5G, reducción de emisiones de carbono y más en toda Europa presenta nuevos desafíos para la construcción de centros de datos, tanto antiguos como nuevos. En noviembre de 2020, GRC, autoridad en refrigeración por inmersión monofásica para centros de datos, formó un nuevo contrato de asociación con Total Data Centre Solutions (TDCS), un proveedor de soluciones de infraestructura y misión crítica para centros de datos en toda Europa y la región nórdica, enfocado significativamente en la eficiencia energética y la reducción de carbono. La proliferación de IA, Edge computing, 5G, reducción de emisiones de carbono y más en toda Europa presenta nuevos desafíos para la construcción de centros de datos, tanto antiguos como nuevos. En noviembre de 2020, GRC, autoridad en refrigeración por inmersión monofásica para centros de datos, formó un nuevo contrato de asociación con Total Data Centre Solutions (TDCS), un proveedor de soluciones de infraestructura y misión crítica para centros de datos en toda Europa y la región nórdica, enfocado significativamente en la eficiencia energética y la reducción de carbono. Todos estos factores contribuyen al crecimiento del mercado.

Información sobre tipos

Por tipo, el mercado global de refrigeración por inmersión en centros de datos se segmenta en sistemas de refrigeración por inmersión monofásicos y bifásicos. El segmento de sistemas de refrigeración por inmersión bifásicos representó la mayor cuota de mercado y se estima que crecerá a una CAGR del 26,7 % durante el período de pronóstico. Se espera que registre una CAGR del 31,1 % durante el período de pronóstico. La refrigeración por inmersión bifásica (TPIC) consiste principalmente en almacenar el hardware de TI en un tanque abierto lleno de un refrigerante de fluido dieléctrico con un punto de ebullición bajo. Cuando el hardware calienta el tanque, el fluido hierve, lo que provoca un cambio de estado y permite la transferencia de calor. El fluido se convierte en vapor y asciende para finalmente condensarse en una serpentina de condensador refrigerada por agua y volver a caer en el tanque sin necesidad de bombas. Según Schneider, un socio clave de la cadena de suministro en el mercado de refrigeración por inmersión en centros de datos, un sistema optimizado ofrece hasta un 95 % de ahorro de energía de refrigeración con una mínima pérdida de fluido. Estas características impulsan el crecimiento del segmento.

Información sobre fluidos refrigerantes

Según el fluido refrigerante, el mercado global de refrigeración por inmersión en centros de datos se segmenta en aceite mineral, agua desionizada, fluidos a base de fluorocarbonos y fluidos sintéticos. El segmento de aceite mineral representó la mayor cuota de mercado durante el período de pronóstico. La refrigeración por inmersión en aceite de los centros de datos ofrece una mayor fiabilidad con condiciones de temperatura uniformes en las operaciones, al minimizar problemas operativos comunes como el sobrecalentamiento y las fluctuaciones de temperatura en el sistema, fallos en los ventiladores de los servidores, ruido, polvo, calidad del aire, corrosión y migración electroquímica. Los aceites minerales y blancos se utilizaron como dieléctricos para la refrigeración por inmersión de servidores. Sin embargo, los problemas de compatibilidad de materiales, las inconsistencias durante el control de calidad y los puntos de inflamación más bajos llevaron a la industria de TI a alejarse de su uso. Estas características impulsan el crecimiento del mercado.

Información sobre la aplicación

Por aplicación, el mercado global de refrigeración por inmersión en centros de datos se segmenta en computación de alto rendimiento,computación de borde, inteligencia artificial, minería de criptomonedas y otras aplicaciones. El segmento de computación de alto rendimiento representó la mayor cuota de mercado durante el período de pronóstico. Para facilitar su expansión, la inmersión es ideal para enfriar servidores acelerados por GPU. Puede manejar hasta 100 kW/rack, que es casi diez veces más que algunos racks enfriados por aire, lo que permite que los racks enfriados por inmersión se carguen completamente con servidores basados ​​en GPU. A medida que las cargas de energía y calor se incrementan dentro del centro de datos, los centros de datos requieren una refrigeración más sofisticada, como la inmersión, para satisfacer esas demandas. En noviembre de 2020, Shell seleccionó a Asperitas para proporcionar una actualización de infraestructura para el clúster HPC de Shell en Ámsterdam. El despliegue de la solución AIC24 satisfará las demandas del equipo HPC de Shell para una computación eficiente de alta densidad y rendimiento tanto a nivel de sistema como de servidor dentro de un entorno de centro de datos sostenible. El sistema facilitará aplicaciones impulsadas por CPU y GPU y ofrece la flexibilidad para escalar rápidamente con las demandas futuras y las generaciones de hardware.