데이터센터용 침수 냉각 시장 규모, 점유율 및 트렌드 분석 보고서: 유형별(단상 침수 냉각 시스템, 이상 침수 냉각 시스템), 냉각 유체별(미네랄 오일, 탈이온수, 불소탄소계 유체, 합성 유체), 응용 분야별(고성능 컴퓨팅, 엣지 컴퓨팅, 인공지능, 암호화폐 채굴, 기타 응용 분야) 및 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카) 예측, 2026-2034년

시장 성장 요인

하이퍼스케일 데이터센터 수의 증가

인도, 중국 등 신흥 경제국의 IT 인프라 개발이 가속화됨에 따라 데이터 센터 수요가 증가할 것으로 예상됩니다. 클라우드 모델 도입으로 IT 산업의 비용 및 운영 효율성이 향상되면서 데이터 센터 수요는 더욱 증가할 전망입니다. NTT의 연구에 따르면 응답자의 절반 이상(52%)이 클라우드가 자사 사업 운영에 가장 큰 변화를 가져올 것이라고 답했습니다. 따라서 데이터 센터 냉각 수요가 증가하고, 최종 사용자 선호도에 따른 액체 냉각 방식의 도입이 가속화될 것으로 보입니다.

스트레이츠 리서치 어드바이저리 앤 인텔리전스의 인도 데이터센터 시장 보고서에 따르면, 해당 산업은 2026년까지 연평균 12%의 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 여러 트렌드와 기술에 의해 견인될 것입니다. 최근 업타임 인스티튜트의 설문조사에 따르면, 데이터센터 관리자의 73%가 팬데믹으로 인해 자동화 활용을 늘릴 것으로 예상했습니다. 또한, 응답자의 3분의 1은 서버 용량은 계속 증가하더라도 인력난으로 인해 운영팀 규모가 축소될 것으로 예상했습니다.

사모펀드와 대형 투자 회사들은 2021년에도 수백억 달러를 투자하여 데이터 센터 시장을 지속적으로 장악했으며, 2022년에도 이러한 추세는 둔화될 기미를 보이지 않고 있습니다. 이러한 투자는 시장 수요를 견인하고 있습니다.

고밀도 전력 소비 문제 해결

1990년 이후 냉방 에너지 소비량은 세 배 이상 증가하여, 특히 최대 수요 시간대와 폭염 기간 동안 전력 시스템에 상당한 부담을 주고 있습니다. 2020년에는 더 많은 사람들이 집에서 보내는 시간이 늘어나면서 주택 냉방 수요가 증가함에 따라 전 세계 냉방 수요가 다시 증가했습니다. 2020년 건설 부문 최종 전력 소비량 중 냉방이 차지하는 비중은 약 16%(약 1885 TWh)였습니다.

데이터센터 운영업체들이 지난 몇 년간 랙 밀도를 높여왔다는 분명한 지표를 통해 효율성 향상을 위한 냉각 시스템의 필요성이 더욱 명확해지고 있습니다(AFCOM 자료). 또한, 시스코 시스템즈에 따르면,데이터센터 스토리지코로케이션 용량은 2018년 250엑사바이트에서 2019년 330엑사바이트로 증가했습니다. 빅데이터, 인공지능(AI) 등의 사용이 증가하면서 기업들은 데이터 부족 문제에 직면하게 되었습니다. 예를 들어, IBM은 미국의 인지 컴퓨팅 수요 증가에 대응하여 미국에 4개의 새로운 클라우드 데이터 센터를 구축했습니다. 이러한 추세는 데이터 센터의 냉각 기술 도입을 촉진할 것으로 예상됩니다.

에너지 흡수 측면에서 액체 침지 냉각은 모든 전기 부품을 유전체 액체에 담가 IT 부문의 에너지 소비량을 10%에서 45%까지 줄여줍니다. 데이터 센터에 플러그 앤 플레이 방식의 액체 침지 냉각 모듈을 판매하는 네덜란드 스타트업 아스페리타스(Asperitas)에 따르면, 적합한 유전체 액체는 동일한 부피와 온도에서 공기보다 약 1,500배 더 많은 열을 흡수합니다. 이러한 모든 요소들이 시장 성장에 기여하고 있습니다.

시장 제한

높은 투자액과 더 큰 자본 지출

대기업의 경우, 고장난 서버를 평소보다 자주 교체하는 비용이 하이퍼스케일 시설을 저온으로 운영하는 비용보다 장기적으로 더 저렴할 수 있습니다. 그러나 컴퓨팅 성능 향상에 대한 요구로 데이터 센터에 GPU가 점점 더 많이 통합됨에 따라, 대기업은 효율적인 냉각 기술로 전환해야 합니다.

2상 침수 냉각 시스템을 단상 침수 냉각 시스템과 비교해 보면, 복잡한 설계로 인해 초기 투자 비용이 단상 침수 냉각 시스템보다 훨씬 높습니다. 침수 기술은 수냉식이나 공냉식에 비해 비교적 새로운 기술이고, 냉각 기술 자체도 아직 개발 단계에 있기 때문에 기존 기술에 비해 비용이 상대적으로 높습니다.

게다가 불소탄소계 냉각제는 정기적으로 보충해야 하므로 비용이 많이 듭니다. 이러한 냉각제는 갤런당 수백 달러에 달하여 전체 운영 비용을 증가시키고, 미미한 전력 효율 향상 효과를 상쇄할 뿐만 아니라 총 소유 비용(TCO)에도 악영향을 미칩니다. 위에서 언급한 모든 요인들이 시장 성장을 저해합니다.

시장 기회

데이터센터 제공업체와 액체 용융액 제공업체 간 혁신 활동이 크게 증가했습니다.

데이터센터 제공업체와 침수 냉각 솔루션 제공업체 간의 혁신 활동이 크게 증가했습니다. 디지털 리얼리티(Digital Reality)는 자사의 디지털 플랫폼 전략의 일환으로 단상 침수 냉각 솔루션을 시범 운영하고 있습니다. 팬데믹으로 데이터센터 수요가 증가함에 따라 이러한 파트너십은 앞으로 더욱 확대될 것으로 예상됩니다. 서버를 탱크 내부에 밀집 배치할 수 있다는 점은 저지연, 고성능 애플리케이션 및 유지보수 최소화에 최적화된 새로운 서버 아키텍처 구현을 가능하게 합니다. 자율주행차와 같은 애플리케이션에 사용될 경우, 이러한 탱크는 도심 한가운데 있는 5G 이동통신 기지국 아래에 설치될 수 있습니다.

데이터 개인정보 보호법이 적용되는 지역 내에 데이터를 보관하는 등의 정책은, 초기 투자 비용 대비 효율성 향상, 건물 공간 절감, 유지보수 빈도 감소, 에너지 비용 절감, 기계 부품 수 감소 등의 이점을 제공하는 침수 냉각 방식이 적용되는 지역에 데이터 센터 도입을 촉진할 것으로 예상됩니다.

유형별 인사이트

데이터센터용 전 세계 침수 냉각 시장은 유형별로 단상 및 이상 침수 냉각 시스템으로 구분됩니다. 이상 침수 냉각 시스템 부문이 가장 큰 시장 점유율을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 26.7%로 성장할 것으로 예상됩니다. 향후 31.1%의 CAGR을 기록할 것으로 전망됩니다. 이상 침수 냉각(TPIC)은 주로 끓는점이 낮은 절연 유체 냉각제로 채워진 개방형 탱크에 IT 하드웨어를 보관하는 방식입니다. 하드웨어가 탱크를 가열하면 유체가 끓어오르면서 상태 변화가 발생하고 열 전달이 가능해집니다. 유체는 증기로 변하여 상승한 후 수냉식 응축 코일에 응축되어 펌프 없이 다시 탱크로 떨어집니다. 데이터센터 침수 냉각 시장의 주요 공급망 파트너인 슈나이더에 따르면, 효율적인 시스템은 최소한의 유체 손실로 최대 95%의 냉각 에너지 절감 효과를 제공합니다. 이러한 특징들이 해당 부문의 성장을 견인하고 있습니다.

냉각 유체에 대한 통찰력

데이터센터의 전 세계 침수 냉각 시장은 냉각 유체에 따라 광물유, 탈이온수, 불소탄소계 유체, 합성 유체로 구분됩니다. 광물유 부문은 예측 기간 동안 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다. 데이터센터의 오일 침수 냉각은 시스템 과열 및 온도 변동, 서버 팬 고장, 소음, 먼지, 공기 질, 부식, 전기화학적 이동과 같은 일반적인 운영 문제를 최소화하여 균일한 온도 조건을 유지함으로써 운영 안정성을 향상시킵니다. 과거에는 광물유와 백색유가 서버 침수 냉각용 유전체로 사용되었습니다. 그러나 재료 호환성 문제, 품질 관리의 불일치, 낮은 인화점 등으로 인해 IT 업계에서는 이러한 유체의 사용을 점차 줄여나가고 있습니다. 이러한 특징들이 시장 성장을 견인하고 있습니다.

응용 프로그램 분석

데이터 센터용 침수 냉각 시장은 적용 분야별로 고성능 컴퓨팅,엣지 컴퓨팅인공지능, 암호화폐 채굴 및 기타 애플리케이션 분야에서 고성능 컴퓨팅(HPC) 부문은 예측 기간 동안 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다. 이러한 확장을 촉진하기 위해 수냉식 냉각 방식은 GPU 가속 서버 냉각에 이상적입니다. 랙당 최대 100kW의 냉각 용량을 제공하는데, 이는 일부 공랭식 랙의 거의 10배에 달하는 수치로, 수냉식 랙에 GPU 기반 서버를 최대 용량으로 설치할 수 있도록 합니다. 데이터 센터 내 전력 및 열 부하가 점점 높아짐에 따라, 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 수냉식과 같은 더욱 정교한 냉각 방식이 필요합니다. 2020년 11월, Asperitas는 Shell로부터 암스테르담에 위치한 Shell의 HPC 클러스터 인프라 업그레이드를 위한 업체로 선정되었습니다. AIC24 솔루션의 도입으로 Shell의 HPC 팀은 지속 가능한 데이터 센터 환경 내에서 시스템 및 서버 수준 모두에서 효율적인 고밀도 고성능 컴퓨팅에 대한 요구 사항을 충족할 수 있게 됩니다. 이 시스템은 CPU 및 GPU 기반 애플리케이션을 모두 지원하며, 향후 수요 및 하드웨어 세대에 맞춰 신속하게 확장할 수 있는 유연성을 제공합니다.

지역 분석

북미는 가장 큰 시장 점유율을 차지했으며 예측 기간 동안 연평균 26.7%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 북미에서는 새로운 기술이 빠르게 도입되고 있습니다. 데이터센터 투자자들은 칩 직접 연결(DTC) 및 액체 침지 냉각 기술에 대한 투자를 늘리고 있습니다. 미국이 5G 네트워크를 조기에 도입한 국가 중 하나인 만큼, 전 세계적인 5G 네트워크 개발은 엣지 데이터센터의 중요성을 더욱 높였습니다. EdgePresence, EdgeMicro, American Towers를 비롯한 많은 미국 통신 사업자들이 이러한 센터에 투자를 시작했습니다.

또한 시스코 시스템즈에 따르면,모바일 데이터미국의 데이터 트래픽은 시간이 지남에 따라 크게 증가하여 2017년 월평균 1.26엑사바이트에서 2022년 월평균 7.75엑사바이트로 늘어났습니다. 에릭슨에 따르면 2030년에는 이 데이터 트래픽이 세 배로 증가할 것으로 예상됩니다. 또한, 미국에서는 개인과 기업 모두 인터넷을 더욱 자주 사용하고 있습니다. 미국은 데이터 센터 운영에 있어 최대 시장이며, 최종 사용자의 데이터 소비 증가로 인해 시장 규모가 계속 확장되고 있습니다. 사물 인터넷(IoT)의 인기 상승 덕분에 기업 사용자와 소비자가 생성하는 엑사바이트 규모의 데이터를 처리할 수 있는 시설이 더욱 많아지고 있으며, 이는 미국 하이퍼스케일 데이터 센터 시장의 주요 성장 동력입니다.

아시아 태평양 시장 동향

아시아 태평양 지역은 세계에서 두 번째로 큰 데이터 센터 시장입니다. 2030년까지 연평균 26.5%의 성장률로 9억 5,500만 달러 규모에 이를 것으로 예상됩니다. 데이터 센터 산업은 효율성과 최대 가동 시간에 더욱 집중하며 상당한 성장을 보이고 있습니다. 특히 중국은 데이터 센터 건설 분야에서 세계적인 선두 자리를 차지하기 위해 총력을 기울이고 있으며, 대기업들은 5G, 웨어러블 기기, 사물 인터넷, 인공지능 등의 적용으로 컴퓨팅 파워에 대한 수요가 급증하면서 데이터 서비스의 안정성과 신뢰성을 확보하기 위해 데이터 센터 규모 확장에 박차를 가하고 있습니다. 중국의 여러 산업 분야에서 인공지능과 같은 부하가 보편화됨에 따라 가속기 프로세서가 기업 데이터 센터에 도입되고 있습니다. 제로 레이턴시 기술은 가속 시스템을 통해 엄청난 속도로 정보를 처리하며, 이는 지연 시간에 민감한 모든 서비스의 요구 사항을 충족합니다. 이러한 하드웨어 가속기는 냉각에 200W 이상의 전력을 필요로 하는 등 높은 냉각 요구 사항을 가지고 있습니다. 고성능 서버와 함께 사용되는 개별 시스템의 냉각 요구량은 거의 1kW에 달할 수 있습니다. 따라서 이러한 이유로 해당 지역 데이터 센터에서는 몰입형 냉각 기술의 사용이 증가하고 있습니다.

유럽 ​​시장 동향

유럽은 세계에서 세 번째로 큰 시장입니다. 유럽 전역에 걸쳐 AI, 엣지 컴퓨팅, 5G, 탄소 배출 감소 등이 확산되면서 기존 및 신규 데이터 센터 구축에 새로운 과제가 제시되고 있습니다. 데이터 센터용 단상 침수 냉각 전문 기업인 GRC는 2020년 11월, 유럽 및 북유럽 지역의 데이터 센터를 위한 미션 크리티컬 인프라 솔루션 제공업체이자 에너지 효율성 및 탄소 배출 감소에 주력하는 Total Data Centre Solutions(TDCS)와 새로운 파트너십 계약을 체결했습니다. 이러한 모든 요인들이 시장 성장에 기여하고 있습니다.