データセンター向け液浸冷却市場の規模、シェア、トレンド分析レポート：タイプ別（単相液浸冷却システム、二相液浸冷却システム）、冷却液別（鉱物油、脱イオン水、フッ素系流体、合成流体）、用途別（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、その他の用途）、地域別（北米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカ）予測、2025年～2033年

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、その他の新興国における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。IT業界にとってコスト面および運用面でメリットのあるクラウドモデルの採用により、データセンターの必要性は高まると予想される。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る。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応じた液冷方式の導入が進むと予想される。

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、同業界は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。この成長を後押しするのは、いくつかのトレンドとテクノロジーです。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利用を増やすと予想しています。さらに、3分の1は、サーバーの台数が引き続き増加する一方で、人材確保の難しさから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ファンドや大手投資会社は、2021年も買収を通じて数百億ドルを投じ、データセンター市場でのシェア拡大を継続し、2022年もその勢いは衰える気配がない。こうした投資が市場需要を押し上げている。

高密度電力消費への対処

1990年以降、冷房エネルギー消費量は3倍以上に増加し、特にピーク需要時や猛暑時には電力系統に大きな課題をもたらしている。2020年には、より多くの人々が自宅で過ごす時間が増えたことによる冷房需要の増加も一因となり、世界の冷房需要は再び増加した。2020年、冷房は建設部門の最終電力消費量の約16%（約1885TWh）を占めた。

データセンター事業者が過去数年間でラック密度を高めてきたという明確な指標（AFCOMによる）から、効率向上のための冷却システムの必要性が明らかになる。さらに、シスコシステムズによると、データセンターのストレージコロケーションの容量は、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などの利用が拡大し、企業はデータ処理の課題に直面しています。例えば、IBMコーポレーションは、米国における認知能力に対する需要の高まりに対応するため、米国に4つの新しいクラウドデータセンターを建設しました。これはおそらく、これらのデータセンターが冷却技術を採用する動機となるでしょう。

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性液体に浸漬するため、IT機器だけでもエネルギー消費量を10%から45%削減できると、データセンター向けにプラグアンドプレイ式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は述べている。同社はさらに、適切な誘電性液体は、同じ体積と温度の空気よりも約1,500倍多くの熱を吸収すると強調した。こうしたすべての要因が市場の成長に貢献している。

市場抑制

多額の設備投資を伴う高額投資

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は安くなる可能性がある。しかし、より優れたコンピューティング能力へのニーズの高まりに伴い、データセンターにおける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る。

二相浸漬冷却システムを単相浸漬冷却システムと比較すると、複雑な設計のため、初期費用は二相浸漬の方がはるかに高額になります。浸漬技術は水や空気に比べて比較的新しく、冷却技術もまだ発展途上にあるため、従来の技術に比べてコストが高くなっています。

さらに、フッ素系冷却液は定期的な補充が必要なため、コストが高額になります。これらの冷却液は1ガロンあたり数百ドルもするため、運転コストが上昇し、わずかな電力効率の向上分を相殺してしまうだけでなく、総所有コスト（TCO）も高くなります。上記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型液体プロバイダー間のイノベーション活動が著しく成長

データセンタープロバイダーと液浸冷却液プロバイダー間のイノベーション活動は著しく成長している。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パイロット運用を行っている。パンデミックによりデータセンターの需要が高まっていることから、このようなパートナーシップは今後も増えるだろう。タンク内にサーバーを密集させることができるため、低遅延、高性能アプリケーション、低メンテナンス運用に最適化された、再考されたサーバーアーキテクチャが可能になる。自動運転車などのアプリケーションで使用する場合、このようなタンクは都市の中心部にある5G携帯電話通信タワーの下に設置できる。

データプライバシーを規制する国の法律が適用される地域にデータを保持するなどの政策は、初期投資として液浸冷却を採用することで、効率の向上、必要な建物スペースの削減、メンテナンス頻度の低減、エネルギーコストの削減、稼働中の機械部品の削減などにより、ランニングコスト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る。

地域分析

北米は最大の市場シェアを占めており、予測期間中の年平均成長率（CAGR）は26.7%と推定されています。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、チップ直結型冷却技術や液浸冷却技術への投資を増やしています。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、多くの米国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、モバイルデータ米国における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ました。エリクソンによると、2030年までにこのデータトラフィックは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がインターネットをより頻繁に利用するようになっています。米国はデータセンター事業にとって最大の市場であり、エンドユーザーによるデータ消費量の増加に伴い、現在も拡大を続けています。モノのインターネット（IoT）の普及が進むにつれ、企業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を処理できる施設が増えており、これは米国のハイパースケールデータセンター市場を大きく牽引する要因となっています。

アジア太平洋地域の市場動向

アジア太平洋地域は2番目に大きな地域です。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、効率性と最大稼働時間に重点を置いています。中国はデータセンター構築において世界のライバルをリードすることに非常に力を入れており、大企業はデータセンターを拡張してデータサービスの安定性と信頼性を確保しようとしています。5G、ウェアラブルデバイス、モノのインターネット、人工知能などのアプリケーションは、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。人工知能や同様の負荷が中国の複数の産業分野で標準的な慣行となるにつれて、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ています。ゼロレイテンシーで動作するテクノロジーは、アクセラレータシステムの助けを借りて情報を驚異的な速度で処理し、レイテンシーに敏感なすべてのサービスの要件をさらに高めます。これらのハードウェアアクセラレータは冷却要件が高く、冷却に約200W以上が必要です。高性能サーバーに加え、個々のシステムの冷却に必要な電力は1kW近くに達することもある。そのため、この地域のデータセンターでは、液浸冷却技術の利用が促進されている。

欧州市場の動向

ヨーロッパは3番目に大きな地域です。ヨーロッパ全体でAI、エッジコンピューティング、5G、炭素排出量の削減などが普及し、既存および新規のデータセンター構築に新たな課題が生じています。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削減に重点を置く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。ヨーロッパ全体でAI、エッジコンピューティング、5G、炭素排出量の削減などが普及し、既存および新規のデータセンター構築に新たな課題が生じています。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削減に重点を置く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。これらの要因すべてが市場の成長に貢献しています。

タイプインサイト

データセンターにおける液浸冷却の世界市場は、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分類されます。二相液浸冷却システムセグメントが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。予測期間中にCAGR 31.1%を記録すると予想されています。二相液浸冷却（TPIC）は、主に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ITハードウェアを保管する方式です。ハードウェアがタンクを加熱すると、流体が沸騰し、状態変化を起こして熱伝達が可能になります。流体は蒸気に変化して上昇し、最終的に水冷式凝縮器コイルで凝縮して、ポンプを使用せずにタンクに戻ります。データセンターにおける液浸冷却市場の主要サプライチェーンパートナーであるシュナイダーによると、合理化されたシステムは、最小限の流体損失で最大95%の冷却エネルギーを節約できます。このような特性がセグメントの成長を促進しています。

冷却液に関する考察

冷却液によって、データセンターにおける世界の浸漬冷却市場は、鉱物油、脱イオン水、フッ素系流体、合成流体に分類されます。予測期間中、鉱物油セグメントが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、サーバーのファン故障、騒音、粉塵、空気質、腐食、電気化学的移行などの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し、信頼性を向上させます。鉱物油とホワイトオイルは、浸漬サーバー冷却の誘電体として使用されていました。しかし、材料の適合性の問題、品質管理中の不均一性、低い引火点により、IT業界はこれらの使用から離れつつあります。このような特徴が市場の成長を促進します。

アプリケーションインサイト

用途別に見ると、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。高性能コンピューティング分野は、予測期間中最大の市場シェアを占めました。その拡大を促進するために、液浸冷却はGPUアクセラレーションサーバーの冷却に最適です。ラックあたり最大100kWまで対応でき、これは一部の空冷ラックのほぼ10倍であるため、液浸冷却ラックにはGPUベースのサーバーをフルに搭載できます。データセンター内で電力と熱負荷がますます高まるにつれて、データセンターはこれらの要求を満たすために液浸冷却などのより高度な冷却を必要としています。2020年11月、AsperitasはShellに選ばれ、アムステルダムにあるShell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します。AIC24ソリューションの導入により、ShellのHPCチームが持続可能なデータセンター環境内で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および高性能コンピューティングに対して求める要求を満たします。このシステムはCPUとGPU駆動アプリケーションの両方に対応し、将来の需要と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提供します。