データセンター冷却業界では、生成AIの台頭により、AIモデルは高い計算能力を必要とするため、データセンターはより多くの熱を発生し、効率的な冷却システムに対する需要が高まっている。
強制空冷による冷却性能は10kW/ラック程度で、一般的なCPUサーバーにも対応されている。他方で、近年需要の高まるAIデータセンターで使用されるGPUサーバーの消費電力量は1サーバーあたり、10kW以上となるため、強制空冷をもってしても対応できない。それゆえに、近年、国内外で液冷化が進み、それに合わせたデータセンターのファシリティ設計が進展している。
新たな冷却方式としては、冷却液をサーバーに直接送り込み、コールドプレートで冷却する、「Direct Liquid Cooling(DLC)方式」が普及している。特に大手ハイテク企業やクラウドサービスプロバイダーが運営するデータセンターでは、高密度に配置されたサーバーの熱負荷を管理するために、DLC方式の採用が増加している。
また、「液浸冷却方式」は、長期的に熱管理への有力な対処方法として注目される。費用対効果の高い冷却剤(単相液浸液など)や、チップメーカーとの協力による冷却ソリューションのカスタマイズが盛んに行われている。PUEは1.05まで低下し、従来の空冷と比べ、放熱効率は3倍以上向上する。AIスーパーコンピューティングなどの高密度環境で増加していく。
短・中期的には、従来の空冷式と液浸冷却を両方使用する「ハイブリッド冷却方式」での導入が増加していくであろう。ただ、従来のインフラを利用する必要があるため、すぐにはコスト削減にはつながらないのが課題として残る。
本レポートでは、AIデータセンター用途での冷却技術・材料に焦点を合わせ、業界、及び市場動向を分析した。今後の展開を見据えたうえでの次㈱世代ビジネスにつながるレポートになっている。
CMCリサーチ調査部
第1編 冷却システム
第1章 AIデータセンター用冷却システム
1. 概要
2. 空冷の種類と特徴
3. 液体冷却の種類と特徴
4. 冷却方式の比較
5. 高性能サーバーの冷却
5.1 概要
5.2 サーバーのフォームファクタの種類と特徴
6. 消費電力
6.1 概要
6.2 電力使用効率(PUE)
6.3 データセンターのコスト構造
6.4 データセンターの消費電力を抑える3つの方法
7. 空冷・液冷の市場予測
第2章 強制空冷
1. 概要
2. 業界分析
3. 企業動向
1) STULZ
2) Ziehl-Abegg
3) Boyd
4) SUNON
5) 東洋熱工業
6) E-SCAT
第3章 リアドア空調
1. 概要
2. リアドア空調方式の種類
3. 業界分析
4. 企業動向
1) Motivair
2) NTTファシリティーズ
3) IDCフロンティア
4) 日東工業
5) NTTデータ
6) 新晃工業
7) 新日本空調
8) Motivair
第2編 液体冷却
第1章 Direct Liquid Cooling(DLC)・コールドプレート
1. 概要
2. DLCサーバーの冷却方式の特徴
3. コールドプレートの特徴
4. 業界分析
5. 企業動向
1) Supermicro
2) Compal Electronics
3) ZutaCore
4) Equinix
5) 三菱重工業
6) NTTコミュニケーションズ(NTT Com)
7) 三菱重工業、NTTコミュニケーションズ、NECネッツエスアイ
8) ソフトバンク
9) Digital Realty
10) Rittal
11) LiquidStack
12) NEC
13) Hewlett Packard Enterprise(HPE)
14) ASUS
15) Valeo
16) SUNON
17) Carrier Global Corporation
18) Motivair
19) Dell
20) Asetek
21) Coherent
22) JetCool
23) NVIDIA
24) DuPont de Nemours
25) キヤノンITソリューションズ
第2章 液浸冷却
1. 概要
2. 液浸冷却の長所・短所
3. 液浸冷却の種類
4. GRC「ElectroSafe Fluid Partner Program」
5. 業界分析
6. 国内動向
7. 企業動向
1) Submer
2) Stellium Data Center
3) Intel
4) Green Revolution Cooling(GRC)、Intel
5) Green Revolution Cooling(GRC)
6) Iceotope、Meta
7) Midas Immersion Cooling
8) 富士通
9) NTTデータ
10) 篠原電機
11) Alibaba
12) Quantum Mesh
13) LiquidStack
14) KDDI、三菱重工業、NECネッツエスアイ
15) ZYRQ
16) Microsoft
17) 日本ケミコン
18) Kelvion、Rosseau
19) 北浜キャピタルパートナーズ
20) Ablecom Technology
21) TDK
22) 日本板硝子、白山
第3章 液浸冷却液
1. 概要
2. 鉱物油(石油系炭化水素)
2.1 概要
2.2 業界分析
2.3 企業動向
1) Exxon Mobil
2) Exxon Mobil、Intel
3) Shell
4) ENEOS
5) 出光興産
6) Lubrizol
7) Castrol
8) LiquidCool Solutions
9) Arteco
10) HF Sinclair
11) HD Hyundai Oilbank
12) TotalEnergies Fluids
13) Amer technology
14) SK Enmove(旧SK Lubricants)
3. フッ素系不活性液体
3.1 概要
3.2 フッ素系不活性液体の性質と種類
3.3 業界分析
3.4 企業動向
1) 3M
2) Solvay
3) Chemours
4) Navin Fluorine International
5) ダイキン工業
6) Zhejiang Noah Fluorochemical
7) Honeywell
4. バイオベースの冷却剤
4.1 概要
4.2 業界分析
4.3 企業動向
1) TotalEnergies Fluids
2) Arteco
3) Cargill
4) Perstorp
5) ALLESSA
6) FUCHS Petrolub
5. シリコーンオイル
5.1 概要
5.2 シリコーンオイルの特性
5.3 業界分析
5.4 企業動向
1) Dow
第4章 ハイブリッド冷却システム
1. 概要
2. 業界分析
3. 企業動向
1) 三菱重工業
2) 富士通
3) ゲットワークス
4) Schneider Electric
5) インターネットイニシアティブ(IIJ)
6) 大林組
7) Colt Technology Services(Colt DCS)
第3編 機器・装置
第1章 チラー(冷却水循環装置)
1. 概要
2. チラーと冷却塔の違い
3. 水冷・空冷式
4. チラーの構造
5. 循環液
5.1 概要
5.2 水系循環液(循環水)の種類と特徴
5.3 低温用熱媒体の循環液の種類と特徴
6. 業界分析
7. 企業動向
1) SMARDT
2) 三菱電機
3) ダイキンアプライドシステムズ
4) ダイキン工業
5) LG Electronics
6) オリオン機械
8. ターボ冷凍機
8.1 概要
8.2 冷凍機とチラーの違い
8.3 企業動向
1) 三菱重工サーマルシステムズ(MTH)
2) Trane
3) Johnson Controls
4) Carrier
5) 荏原製作所
第2章 冷却塔
1. 概要
2. 冷却塔の方式
3. 冷却塔の各部の名称と機能
4. 充填材
4.1 概要
4.2 充填剤が汚れる要因
4.3 充填剤の汚れによる発生する問題
5. スライムコントロール剤による対策法
5.1 概要
5.2 スライムコントロール剤製品
6. 業界分析
7. 企業動向
1) Evapco
2) 日本ビー・エー・シー
3) Baltimore Aircoil Company(BAC)
4) 荏原冷熱システム
5) 大和太洋
6) 空研工業
第3章 熱交換器
1. 概要
2. 熱交換器(構造別)の長所・短所
2.1 空冷式熱交換器(エアフィンクーラー)
2.2 ファンコイルユニット(FCU)
2.3 ブレージングプレート熱交換器
2.4 ガスケットプレート熱交換器
2.5 シェル&チューブ熱交換器
2.6 投げ込み(浸漬)式熱交換器
2.7 ジャケットタンク式熱交換器
3. 業界分析
4. 企業動向
1) Infosys Technologies
2) Alfa Laval
3) SWEP
4) 住友精密工業
5) Kelvion
6) Kaori
7) MDI
第4章 CDU(Coolant Distribution Unit)
1. 概要
2. CDUのコンポーネントと求められる要件
3. CDUの種類
4. 業界分析
5. 企業動向
1) Boyd
2) Vertiv
3) CoolIT Systems(CoolIT)
4) ニデック
5) 三桜工業
第5章 CFD(数値流体力学)
1. 概要
2. CFD技術の特徴
3. 環境モニタリングの重要性
4. 業界分析
5. 企業動向
1) Cadence Design Systems
2) Siemens
3) Boyd
4) 高砂熱学工業
5) 新菱冷熱工業
6) 大成建設
7) NTTデータ
第4編 国・企業・製品の動向分析
第1章 各国の動向
1. 米国
1.1 概要
1.2 COOLERCHIPS
1.2.1 ARPA-Eとは
1.2.2 主要分野
1.2.3 参画する企業、導入する技術・製品
1.3 企業動向
1) Amazon Web Services(AWS)
2) Schneider Electric
3) Crusoe Energy
4) 三菱重工業
5) Energy Abundance
2. 欧州
2.1 概要
2.2 環境対策の動向
2.2.1 PFAS規制
2.2.2 冷却水の消費
2.2.3 データセンターの廃熱利用
3. 中国
3.1 概要
3.2 東方データ、西方コンピューティング構想
3.3 「海南陵水商用海底データセンター」プロジェクト
3.4 企業動向
1) Alibaba
2) Schneider Electric
3) Vertiv
4) Danfoss
第2章 ビジネス戦略
1) Boyd
2) Auras
3) MiTAC
4) NTTファシリティーズ
5) Stulz
6) nVent
7) Infineon
8) CoolIT Systems
9) Johnson Controls
10) Phononic
11) Frore Systems
12) Schneider Electric
13) ST Telemedia Global Data Centres (STT GDC)
14) TMGcore
15) Modine
16) Delta Electronics
17) Vertiv
18) Nortek Air Solutions
19) Microsoft
20) Sugon(曙光)
21) Engineered Fluids
22) Arteco
23) LG Electronics
24) LG U+
25) Samsung C&T
26) Samsung Electronics
27) Selectel
28) SK Telecom (SKT)
29) Giga Computing
30) Aligned Data Centers
31) Carrier Global Corporation
32) Guntner
33) Valeo
34) ニデック
35) Lenovo
36) GIGABYTE
37) 住友精密工業
38) エクストリーム-D
39) MCJ
40) 櫻工業
41) IDCフロンティア
42) SCSK
43) Google
44) Park Place Technologies
45) KDDI
46) 富士通
47) Dell
48) DataVolt
49) Cデジタル・リアルティ
50) アット東京
51) DC ASIA
52) Digital Edge
53) Cloud&Heat Technologies
第3章 コンテナ型データセンター
1. 概要
2. コンテナ型データセンターの長所・短所
3. 業界分析
4. 企業動向
1) Delta Electronics
2) Schneider Electric
3) ゲットワークス
4) KDDI、三菱重工業、NECネッツエスアイ
5) 富士電機
6) インターネットイニシアティブ(IIJ)
7) Vertiv
8) NTTデータ
9) ミライト・ワン
10) さくらインターネット
11) 日立システムズ
12) ピクセルカンパニーズ
13) オプテージ
14) MCデジタル・リアルティ
掲載見本
