データセンターにおける液浸冷却市場 サイズと展望 2025-2033

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市場成長要因

ハイパースケールデータセンター数の増加

インド、中国などの新興国におけるITインフラの発展は、データセンターの需要を押し上げる可能性が高いと考えられます。IT業界にとってコスト面と運用面でメリットをもたらすクラウドモデルの導入により、データセンターの需要は増加すると予想されています。NTT Ltd.の調査によると、回答者の半数以上（52%）が、クラウドが自社の事業運営に最も大きな変革をもたらすと回答しています。そのため、データセンターの冷却需要が増加し、エンドユーザーの好みに基づいた液体冷却方式の導入が進むでしょう。

Straits Research Advisory and Intelligenceによるインドのデータセンター市場に関するレポートでは、この業界は2026年まで年平均成長率（CAGR）12%で成長すると予測されています。この成長を牽引する要因として、いくつかのトレンドとテクノロジーが挙げられます。 Uptime Instituteの最近の調査によると、データセンター管理者の73%がパンデミックの影響で自動化の活用を増やすと予想しています。さらに、3分の1は、サーバーの台数が増加し続けているにもかかわらず、採用難により運用チームの規模が縮小すると予想しています。

プライベートエクイティや大手投資会社は、2021年も数百億ドル規模の買収を行い、データセンター市場のシェアを拡大​​し続けており、2022年もその勢いを緩めるつもりはありません。こうした投資は市場の需要を押し上げています。

高密度電力消費への対応

1990年以降、空間冷却のエネルギー消費量は3倍以上に増加しており、特にピーク需要時や猛暑時には電力システムに大きな課題をもたらしています。2020年には、自宅で過ごす時間が増えたことで住宅の冷房需要が増加したこともあり、世界の空間冷却需要は再び増加しました。 2020年、建設セクターにおける最終電力消費量の約16%（約1,885TWh）を空間冷却が占めました。

効率向上のための冷却システムの必要性は、データセンター事業者がここ数年でラック密度を高めてきたという明確な指標から明らかです（AFCOM調べ）。さらに、シスコシステムズによると、コロケーション向けのデータセンターストレージ容量は、2018年の250エクサバイトから2019年には330エクサバイトに増加しました。その後、ビッグデータやAIなどの利用拡大により、組織はデータ不足という課題に直面しています。例えば、IBM社は米国におけるコグニティブ機能の需要の高まりに対応し、4つの新しいクラウドデータセンターを建設しました。これは、これらのデータセンターが冷却技術を導入するきっかけとなるでしょう。

エネルギー吸収の面では、液浸冷却はすべての電気部品を誘電液体に浸すことで、IT機器単体のエネルギーフットプリントを10%から45%削減します。これは、データセンター向けにプラグアンドプレイの液浸冷却モジュールを販売するオランダのスタートアップ企業Asperitas社が発表したデータに基づいています。同社はさらに、適切な誘電液体は、同じ体積と温度の空気よりも約1,500倍の熱を吸収することを強調しています。こうしたすべての要因が市場の成長に貢献しています。

市場の制約

設備投資の増加に伴う高額投資

大企業にとって、故障したサーバーを通常よりも頻繁に交換するコストは、ハイパースケール施設を低温で運用するコストよりも長期的に見て安価になる可能性があります。しかし、より優れたコンピューティング能力への需要に押されてデータセンターへのGPUの統合が進むにつれ、大企業は効率的な冷却技術への移行を迫られています。

二相液浸冷却システムを単相液浸冷却システムと比較すると、複雑なエンジニアリングのため、二相液浸冷却システムの初期コストは単相液浸冷却システムよりもはるかに高くなります。液浸冷却技術は水冷や空気冷却に比べて新しく、冷却技術も革新途上にあるため、従来の技術と比較してコストが比較的高くなります。

さらに、フッ化炭素系冷却剤は定期的に補充する必要があるため、コストが高くなります。これらの冷却剤は1ガロンあたり数百ドルもするため、全体的な運用コストが増加し、わずかな電力効率の向上も相殺されてしまいます。総所有コスト（TCO）は言うまでもありません。上記のすべての要因が市場の成長を阻害しています。

市場機会

データセンタープロバイダーと液浸液プロバイダー間のイノベーション活動の大幅な増加

データセンタープロバイダーと液浸液プロバイダー間のイノベーション活動は大幅に増加しています。Digital Realityは、デジタルプラットフォーム戦略の一環として、夏季に単相液浸冷却ソリューションの試験運用を行っています。パンデミックによってデータセンターの需要が高まる中、このようなパートナーシップは今後も見られるでしょう。タンク内にサーバーを密集配置することで、低レイテンシ、高性能アプリケーション、低メンテナンス運用向けに最適化された、新たなサーバーアーキテクチャを実現できます。自動運転車などの用途では、このようなタンクを都市中心部の5G携帯電話通信塔の下に設置することができます。

データのプライバシーが法で規制されている地域にデータを保管するなどの政策は、初期投資として液浸冷却を導入することで効率性の向上、必要な建物スペースの削減、メンテナンス頻度の削減、光熱費の削減、稼働中の機械部品の削減などにより、経常コストの面で有利になる地域でのデータセンターの導入を促進すると予想されます。

タイプ別インサイト

データセンターにおける世界の液浸冷却市場は、タイプ別に単相液浸冷却システムと二相液浸冷却システムに区分されています。二相液浸冷却システムセグメントは最大の市場シェアを占め、予測期間中に26.7%のCAGRで成長すると推定されています。予測期間中、31.1%のCAGRを記録すると予想されています。二相液浸冷却（TPIC）は、主にITハードウェアを低沸点の誘電性流体冷却剤で満たされた開放型タンクに保管するものです。ハードウェアがタンクを加熱すると、流体が沸騰して状態変化を引き起こし、熱伝達を可能にします。流体は蒸気に変換され、上昇して最終的に水冷式コンデンサーコイルで凝縮し、ポンプを使用せずにタンクに戻ります。データセンターの液浸冷却市場における主要サプライチェーンパートナーであるシュナイダーエレクトリックによると、合理化されたシステムは、流体損失を最小限に抑えながら、最大95%の冷却エネルギー節約を実現します。こうした特性が、このセグメントの成長を牽引しています。

冷却液に関する洞察

冷却液の種類別に見ると、データセンターにおける世界の液浸冷却市場は、鉱油、脱イオン水、フルオロカーボン系流体、合成流体に分類されます。鉱油セグメントは、予測期間中に最大の市場シェアを占めました。データセンターの油浸冷却は、システムの過熱や温度変動、サーバーのファンの故障、騒音、粉塵、空気質、腐食、電気化学的マイグレーションといった一般的な運用上の問題を最小限に抑えることで、運用中の温度条件を均一に保ち、信頼性を向上させます。鉱油とホワイトオイルは、液浸サーバー冷却の誘電体として使用されてきました。しかし、材料の適合性の問題、品質管理におけるばらつき、そして引火点の低さといった問題から、IT業界ではこれらの使用が敬遠されてきました。こうした特徴が市場の成長を牽引しています。

アプリケーションインサイト

アプリケーション別に見ると、データセンターにおける世界の液浸冷却市場は、高性能コンピューティング、エッジコンピューティング、人工知能、暗号通貨マイニング、その他のアプリケーションに分類されます。高性能コンピューティング分野は、予測期間中に最大の市場シェアを占めました。液浸冷却は、その成長を促進する上で、GPUアクセラレーションサーバーの冷却に最適です。液浸冷却はラックあたり最大100kWに対応しており、これは一部の空冷ラックの約10倍に相当し、液浸冷却ラックにGPUベースのサーバーを満載することが可能です。データセンター内の電力負荷と熱負荷が増加するにつれて、データセンターではこれらの需要を満たすために、液浸冷却などのより高度な冷却技術が求められています。2020年11月、AsperitasはShell社から、アムステルダムにあるShell社のHPCクラスターのインフラストラクチャアップグレードを提供するため選定されました。 AIC24ソリューションの導入により、シェル社のHPCチームは、持続可能なデータセンター環境において、システムレベルとサーバーレベルの両方で効率的な高密度・高性能コンピューティングを実現したいと考えています。このシステムは、CPUとGPUの両方を駆使したアプリケーションをサポートし、将来の需要やハードウェア世代に合わせて迅速に拡張できる柔軟性を備えています。

地域別分析

北米は最大の市場シェアを占め、予測期間中に年平均成長率（CAGR）26.7%で成長すると予測されています。北米では新しい技術が急速に導入されています。データセンター投資家は、ダイレクト・ツー・チップ冷却技術と液浸冷却技術への投資を拡大しています。米国が早期導入国の一つである5Gネットワ​​ークの世界的な発展は、エッジデータセンターの重要性を高めています。 EdgePresence、EdgeMicro、American Towersなど、多くのアメリカの通信事業者がこれらのセンターへの投資を開始しています。

さらに、シスコシステムズによると、米国のモバイルデータトラフィックは、2017年の月間1.26エクサバイトから2022年には月間7.75エクサバイトへと大幅に増加しています。エリクソンによると、このデータトラフィックは2030年までに3倍になると予測されています。さらに、米国では個人や企業によるインターネットの利用頻度が高まっています。米国はデータセンター運営の最大の市場であり、エンドユーザーによるデータ消費の増加により、市場は拡大を続けています。現在、より多くの施設が、ビジネスユーザーと消費者の両方が生成するエクサバイト規模のデータに対応できるようになっています。これは、米国のハイパースケールデータセンター市場の大きな牽引力となっています。

アジア太平洋地域の市場動向

アジア太平洋地域は、世界で2番目に大きな市場規模を持つ地域です。2030年までに、年平均成長率（CAGR）26.5%で9億5,500万米ドルに達すると予測されています。データセンター業界は著しい成長を遂げており、効率性と稼働率の最大化にますます重点が置かれています。中国は、データセンター建設において世界の同業他社をリードすることに注力しており、大企業はデータサービスの安定性と信頼性を確保するためにデータセンターの規模拡大を目指しています。5G、ウェアラブルデバイス、IoT、人工知能（AI）の活用は、コンピューティング能力に対する需要の急増を促しています。中国では、AIなどの負荷が複数の業界分野で標準化されるにつれ、アクセラレータプロセッサがエンタープライズデータセンターに導入されつつあります。ゼロレイテンシで動作するテクノロジーは、加速システムの助けを借りて天文学的な速度で情報を処理します。これは、レイテンシに敏感なあらゆるサービスの要件をさらに満たします。これらのハードウェアアクセラレータは、冷却要件が非常に高く、冷却に約200W以上を必要とします。高性能サーバーと組み合わせると、個々のシステムの冷却要件はほぼ1kWに達することもあります。そのため、この地域のデータセンターでは、浸漬冷却技術の利用が促進されています。

ヨーロッパ市場動向

ヨーロッパは世界で3番目に大きな地域です。ヨーロッパ全域におけるAI、エッジコンピューティング、5G、炭素排出量の削減などの普及は、既存および新規のデータセンターの構築に新たな課題をもたらしています。2020年11月、データセンター向け単相浸漬冷却の権威であるGRCは、エネルギー効率と炭素排出量削減に重点を置いた、ヨーロッパおよび北欧地域のデータセンター向けミッションクリティカルおよびインフラストラクチャソリューションプロバイダーであるTotal Data Centre Solutions（TDCS）と新たなパートナーシップ契約を締結しました。欧州全域におけるAI、エッジコンピューティング、5G、CO2排出量の削減などの普及は、既存および新規のデータセンター構築に新たな課題をもたらしています。2020年11月、データセンター向け単相液浸冷却の権威であるGRCは、エネルギー効率とCO2排出量削減に重点を置いた、欧州および北欧地域のデータセンター向けミッションクリティカルおよびインフラソリューションプロバイダーであるTotal Data Centre Solutions（TDCS）と新たなパートナーシップ契約を締結しました。これらの要因はすべて、市場の成長に貢献しています。

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データセンターにおける液浸冷却市場のトップ競合他社

1. Fujitsu Ltd.
2. Green Revolution Cooling Inc.
3. Summer Technologies Sl
4. Liquid Stack Inc.
5. Asperitas Company
6. Liquidcool Solutions
7. Midas Green Technologies
8. Iceotope Technologies Limited
9. Wiwynn Corporation
10. Dcx Ltd

最近の開発状況

• 2024年1月 - データセンター専門企業であるAlignedは、最先端の液体冷却ソリューションを発表しました。DeltaFlow~と呼ばれるこの液体冷却技術は、高密度コンピューティングとスーパーコンピューターの需要を満たすために特別に開発されており、ラックあたり最大300kWの密度を効率的に冷却する能力を備えています。
• 2024年1月 - 最先端の熱管理ソリューションで知られる多国籍企業Modine（NYSE: MOD）は、TMG Coreの知的財産およびその他の対象資産を買収しました。 TMG Coreは、高密度コンピューティング機能を必要とするデータセンター向けに特別に設計された液浸冷却技術の分野で著名なエキスパートです。