ダイレクト・ツー・チップ液冷の世界市場規模は2030年までにCAGR 20.5％で拡大する見通し

2025年5月13日 marketing ダイレクト・ツー・チップ液冷

市場概要

世界のDirect-to-Chip液冷市場規模は2024年に18億5000万米ドルとなり、2034年には年平均成長率20.5%で118億9000万米ドルに達すると予測されています。市場成長の背景には、ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）需要の高まりと、データセンターにおけるエネルギー効率と持続可能性への注目の高まりがあります。

ハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）と人工知能（AI）のさまざまな用途に対する要求の高まりは、データセンター内でのDTC（Direct to Chip）液冷方式の導入に影響を与え続けています。AIやHPC関連のタスクに使用される高度な現代のプロセッサの電力密度や熱負荷を管理する上で、既存の空冷方式はますます難しくなっています。この問題により、多くのデータセンターは、エネルギーコストを節約しながらシステムをより効果的に冷却するために、DTC（Direct to Chip）液冷を選択せざるを得なくなっています。さらに、大手企業はオンプレミスの小規模および大規模データセンターの冷却にDTC液冷ソリューションを広く採用しています。

例えば、エヌビディアは2024年8月、従来の空冷式データセンターに統合する新しい液冷式サーバーラックを発表しました。このような液冷の採用は、AIやHPCアプリケーションの広範な採用によって生じる温度調節要件の高まりを満たすDTC液冷システムの重要性を強調しています。

持続可能性とエネルギー効率は、データセンターの基本的な要件として浮上しており、それによってDTC（Direct to Chip）液冷システムの導入が加速しています。コンピューティングから生成される前例のないレベルのデータをサポートするためにデータセンターが継続的に拡張され、さまざまなアプリケーションに高度な技術が統合されるにつれて、従来の空冷システムは大量のエネルギーを使用し、熱を管理する能力に限界があるため、急速に不十分になっています。データセンター事業者やサービスプロバイダーは、この問題に対処するために効率的な代替手段に注目し、液冷技術を選択しています。

今後数年間のDTC液冷市場の拡大を利用するためには、ハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）や高密度データセンター向けに特化したDTC液冷ソリューションの開発に注力する必要があります。エネルギー効率、持続可能性、環境に優しい素材のユーティリティを強調。パフォーマンスとエネルギー効率が最優先されるHPC、AI、クラウドコンピューティングなどの業界をターゲットとし、クライアントをグリーンで高性能な冷却技術のリーダーにします。

ダイレクト・ツー・チップ液冷の市場動向
ダイレクト・ツー・チップ（DTC）液冷の主なトレンドは、コンピュータのプロセッサから発生する熱を直接液冷媒に移動させて放熱することで、優れた熱管理を実現し、放熱効率を高めてエネルギー消費量を削減することです。例えば、CyrusOne社は、液冷システムを導入することで、データセンターのエネルギー消費量を25%も削減でき、二酸化炭素排出量の削減につながると主張しています。

データセンターは、規制や企業の持続可能性要件を満たすことで、運用規模をより効果的に拡大することができます。この冷却方式では、サーマルスロットリングのリスクなしに、より高い計算密度を達成できるためです。

クラウドとAIサービスによってデータセンターが拡大し、電力密度の増加に対応するためにDTCなどの液冷ソリューションの必要性が高まっています。より大きなラック容量を実現しながらエネルギー支出を削減するため、DTC液冷はグーグルやマイクロソフトを含む業界をリードする企業によって導入されています。この傾向は、ハイパフォーマンス・コンピューティング・アプリケーションの需要増加に伴い、拡大する可能性があります。

アドバンスト・パッケージングでは、さまざまな半導体装置が1つのパッケージに組み合わされ、性能の向上、サイズの最小化、機能の向上が図られます。2.5D/3Dパッケージング、チップ積層、システム・イン・パッケージ（SiP）コンセプトなどのこれらのプロセスでは、集積回路（IC）が密に配置されるため熱が発生し、効率的な熱管理ソリューションが必要になります。ダイレクト・ツー・チップ液冷は、これらのシステムの効率的で信頼性の高い動作を可能にするため、密に結合された高性能チップにクラス最高の熱管理を提供することで、将来の先進パッケージングの重要な推進力として浮上しています。

ダイレクト・ツー・チップ液冷市場の分析
コンポーネント冷却に基づき、市場はCPU冷却、GPU冷却、ASIC冷却、メモリ冷却、その他のコンポーネント冷却に区分されます。

CPU冷却市場は2034年までに39億米ドル以上に達する見込み。AI、HPC、クラウドコンピューティングの進歩により、高性能CPUの消費電力が増加しているため、液冷などの新しい冷却ソリューションが必要とされています。高度なシステムにおけるCPUの性能は、すでに熱設計の限界に近づいています。これらのシステムでは、チップに直接液冷を行うなど、より効率的な冷却技術が必要です。

GPU冷却は、2024年には30%以上であったのに対し、2034年には33.5%以上に増加する見込みです。GPUへの液冷技術の採用は、AIやゲームにおけるアプリケーションの増加により大幅に増加しています。このようなアプリケーションでは、トップクラスのゲーム性能やAIワークロードを処理するために大型GPUが必要です。しかし、GPUの熱出力が大きいため、液冷は大規模データセンターやスーパーコンピュータに採用されています。

メモリ冷却分野は、2034年までに13億米ドルに達すると予測されています。最新のコンピューティング、特に機械学習（ML）やAIがメモリチップへの依存度を高めるにつれて、その冷却は速度と信頼性を維持するために不可欠になります。データセンターの先進的なメモリシステムは熱負荷が高く、現在需要が高い液冷のような的を絞った冷却の需要を生み出しています。

冷却ソリューションの種類別では、チップ直下型液冷市場は単相液冷と二相液冷に区分されます。

単相液冷市場の2024年の市場規模は10億ドル。単相液冷システムは、シンプルでコスト効率が高いため、ほとんどのアプリケーションで広く採用されています。これらのシステムは、単一相を想定した単一液体を循環させ、コンポーネントから冷却液に直接移動させることで、部分冷却を実現します。単相冷却は、高性能コンピューティングやデータセンターでの効率的な熱放散と費用対効果により、広く採用されています。

二相液体冷却は、2024年には45.5%を超える大きな市場シェアを占めています。二相冷却システムにおける熱伝達の効率性により、特にAIやHPCシステムにおける高密度の熱負荷で人気を博しています。AIワークロードやハイパフォーマンス・コンピューティングの需要増加に伴い、データセンターは最新のプロセッサからの極端な熱出力に対抗するために二相冷却ソリューションを採用し始めています。

液体冷却剤の種類別では、チップ直下型液体冷却市場は、水性冷却剤、誘電体流体、鉱物油、人工流体に区分されます。

2024年の市場シェアは水系クーラントが31.1%。水系クーラントは、経済的な利点と高い熱伝導性により、一般的に使用されています。データセンターが省エネルギーと持続可能性を重視する中、水系クーラントソリューションは、その優れた熱伝導性と比較的低い運用コストにより好まれています。

誘電流体は、2034年までに41億米ドル以上に達する見込みです。誘電性流体は、その電気絶縁特性により、電子部品に広く使用されています。これらの流体は、電気ショックを回避することで熱負荷を管理するため、電子部品に採用されています。

鉱物油セグメントは、2034年までに23億米ドルに達すると予測されています。鉱油は、非導電性の冷却液が必要な産業で使いやすいソリューションになりつつあります。スーパーコンピュータや最先端のHPCシステムでの使用は、熱を均一に放散する能力から注目されています。

2024 年の市場シェアは 16.7%。エンジニアード・フルイドは、化学物質と材料を組み合わせて製造され、毒性を低減し、熱伝達を最適化し、動作安定性も向上させます。この流体は、特殊な産業機械、軍用電子機器、航空宇宙などの高性能用途に最適です。

用途別に見ると、チップ直下型液冷市場は、サーバー、ワークステーション、エッジコンピューティング装置、スーパーコンピューター、ゲーミングPC、その他に区分されます。

2024年の市場シェアはデータセンターセグメントが29.2％超。このセグメントの成長は、持続可能でグリーンなデータセンターへのシフトとともに、計算密度と熱負荷が増加し、熱管理および消費電力の削減を支援するため、チップへの直接冷却ソリューションの採用が進んでいることに起因しています。

エッジコンピューティング装置は、2034年までに年平均成長率16%で成長する見込みです。エッジコンピューティングは、電力とスペースが限られている遠隔地に導入されることがほとんどです。しかし、エッジコンピューティングの拡大により、遠隔分散環境向けのコンパクトで効率的な冷却技術に対する需要が高まり、液冷の採用が広がっています。

エンドユーザー別に見ると、Direct-to-Chip液冷市場は、データセンター、ハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）、人工知能／機械学習システム、ゲーム／esports、通信、金融サービス、ヘルスケア／ライフサイエンス、石油／ガス、自動車（電気自動車バッテリー用）、航空宇宙／防衛、その他に区分されます。

通信市場は2024年に5億7890万米ドル。このセグメントの成長は、ビデオストリーミングの増加や5Gによる大量データ生成によってデータセンターの熱負荷が増加し、OPEXを下げ持続可能性を向上させるエネルギー効率の高いソリューションが求められているため。

2024年の市場シェアは7.7％超。金融サービスでは、リアルタイムの金融取引、高頻度取引、堅牢なコンピューティング、リスク管理などにデータの信頼性と処理速度が求められます。しかし、液冷ソリューションを使用することで、システムが効率的に動作し、低レイテンシで迅速なデータ処理とトランザクションの高速化が可能になります。

北米のダイレクト・ツー・チップ液冷市場は大きく成長し、2034年までに36億米ドル以上に達すると予測されています。北米でデータセンターが広く採用されているのは、クラウドコンピューティング、AI、ハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）アプリケーションと組み合わせて急速に成長しているためです。このようなアプリケーションでは、大量の熱を放散する高性能ハードウェアが必要となるため、北米市場では液冷の需要が高まっています。

アメリカのDirect-to-Chip液冷市場は、2024年のシェアが78.4%でアメリカが独占しています。これは、クラウドサービスやデータセンターのかつてない成長によるもので、熱密度が集中するため、より高いレベルの冷却が必要となります。

カナダ市場は堅調な成長が見込まれ、2034年までの年平均成長率は16.8%を超えます。カナダ市場は、クラウドコンピューティングとデータストレージサービスの需要が牽引しており、カナダでは同時にデータセンターのインフラ整備も進んでいます。また、エネルギー効率と持続可能性に重点を置く同国では、エネルギー使用量と二酸化炭素排出量をさらに削減するため、液冷技術の採用が加速しています。

ヨーロッパのDirect-to-Chip液冷市場は、2034年までに年平均成長率19.6%という大きな成長が見込まれています。効率的なエネルギー使用とカーボンニュートラルの推進が、ヨーロッパで液冷システムの需要が増加している主な要因です。特にドイツ、英国、フランスでデータセンターのインフラが継続的に成長していることが、市場の成長を確実なものにしています。高性能のAIや機械学習のワークロードが増加しており、その結果、高度な冷却システムのニーズも高まっています。

ドイツのダイレクト・ツー・チップ液冷市場は大きく成長し、2034年には6億1530万米ドルを超えると予測されています。ドイツの持続可能性とエネルギー効率重視の姿勢は、データセンターへの液冷技術の応用をもたらしました。また、同国には大規模なデータセンター・ハブが存在するため、高度な冷却システムへのニーズも確実に高まっています。

英国のDirect-to-Chip液冷市場は、2034年までに年平均成長率18.3%以上で成長すると予測されています。英国ではデジタル技術やクラウドサービスの導入が進んでいるため、データセンターへの投資が増加しています。この拡大には、高密度のコンピューティング装置から発生する熱に対応する高度な冷却システムが必要です。

スペインのダイレクト・ツー・チップ液冷市場は大幅な成長が予測され、2034年には3億3390万米ドル以上に達する見込み。スペインでは、クラウドサービスやデジタルトランスフォーメーションに対する需要の高まりが顕著で、データセンターへの取り組みが増加しています。これらの施設では効率的な熱管理ソリューションが必要とされているため、液冷技術の採用率が高まっています。

アジア太平洋地域のチップ直下型液冷市場は、2034年までに38億米ドル以上に達すると予測されています。この地域の成長の主な原動力は、この地域における急速なデジタル変化、AIやMLによる作業負荷の増加、クラウドコンピューティングへのインフラ投資、中国、日本、インドの政府によるデータセンターの拡張です。エッジコンピューティングへのニーズの高まりは、高度な冷却システムの成長をさらに促進します。

中国のDirect-to-Chip液冷市場は、2024年に市場シェアの25.8%以上を占め、世界市場を席巻する見込みです。中国の急速なデジタルトランスフォーメーションは、データセンター・インフラへの多額の投資によって促進されています。AIや機械学習のような先進技術の採用が急速に進んでいるため、効率的な冷却ソリューションのニーズが高まり、市場の成長が加速するでしょう。

日本のDirect-to-Chip液冷市場は、2025年から2034年にかけてCAGR 23.2%以上の好成長が見込まれています。高性能コンピューティング・アプリケーションの普及と日本の技術開発により、効果的な冷却ソリューションのニーズが高まっています。日本における技術革新は、チップ直下型液冷システムの使用をサポートしています。

インドのDirect-to-Chip液冷市場は、2034年までに年平均成長率23.9%で成長すると予想されています。インドにおけるデータセンター建設の増加に伴うIT産業の成長が、効率的な冷却システムへのニーズを後押ししています。エネルギー効率と持続可能性に重点を置いていることも、同国での液体冷却システムの使用を可能にしています。

韓国市場は大幅な成長が見込まれており、2034年には5億680万米ドル以上に達すると予測されています。韓国では、コンピューティング技術の革新が進んでいるため、高度な冷却ソリューションに対する需要が高まっており、液冷ソリューションのニーズが高まっています。

ラテンアメリカのDirect-to-Chip液冷市場は、2025年から2034年にかけてCAGR 16.9%を超える大幅かつ有望な成長が見込まれています。メキシコとブラジルにおける高性能冷却ソリューションの需要は、クラウド技術への投資の拡大と新しいデータセンターの建設が原動力となっています。また、同地域のデジタルトランスフォーメーションの促進を目的とした政府プログラムも、高密度コンピューティングインフラを促進しています。持続可能性への取り組みとエネルギー効率への関心が、液冷技術を後押ししています。金融サービス業界とビデオゲーム業界の成長も、市場のさらなる拡大に貢献しています。

ブラジルのチップ直下型液冷市場は、2034年までに年平均成長率17.7%以上で急拡大する見込み。ブラジルでは、新しいデジタル技術の採用や新しい冷却センターの建設・拡大により、新しい効果的な冷却ソリューションの需要が高まります。同地域のエネルギー重視の政策は、直接チップ式液冷ブームの発展をさらに後押しするでしょう。

メキシコのダイレクト・ツー・チップ液冷市場は、2024年までに世界市場シェアの42.8%以上を占めると予測され、力強い成長が見込まれています。メキシコでは、IT市場の拡大とそれに伴う新しいデータセンターへの投資により、冷却システムの進歩が求められています。新しい液冷サーバーの増加により、より強力なコンピューティング装置に対する十分な冷却が可能になり、市場成長の原動力となっています。

MEAのDirect-to-Chip液冷市場は、2034年までに12億ドル以上に達する見込みです。アラブ首長国連邦、サウジアラビア、南アフリカにおける新しいデータセンターの建設は、厳しい気候条件と相まって、液冷採用の主な促進要因となっています。AI、IoT、スマートシティ・ソリューションは、高性能コンピュータと高度な冷却システムの必要性を高めています。政府主導のデジタルトランスフォーメーション・プログラムの展開がデータセンター施設の建設を後押し。エネルギー効率に関する規制の強化により、企業は液冷方式の採用を推進。

南アフリカのダイレクト・ツー・チップ液冷市場は堅調な成長が見込まれており、2034年には5億2,200万米ドル以上に達する見込み。南アフリカでは、データセンターのニーズの高まりとともにITインフラが拡大し、高度な冷却システムの構築が必要となっています。エネルギー効率に向けた政府の取り組みも、液冷システムの採用に一役買っています。

サウジアラビアのチップ直下型液冷産業は目覚ましい成長が見込まれており、2024年には世界市場シェアの21.9%を占めると予測されています。こうした投資は、サウジアラビアがデータセンターを拡大し、新たな技術投資を進めていることと並行して行われています。このような市場の変化は、サウジアラビアが環境に配慮していることも後押ししています。

主要企業・市場シェア

ダイレクト・ツー・チップ液冷市場シェア
ダイレクト・ツー・チップ液冷市場は競争が激しい。CoolIT Systems社、Asetek社、ZutaCore社が上位3社で24%のシェアを占めています。ダイレクト・ツー・チップ液冷の市場参加者は、基本的に技術開発、価格管理、地域拡大で競争しています。コンピューティング性能、人工知能ワークロード、効率的な冷却に対する需要の高まりが競争を強化。

企業は、より優れた熱管理、エネルギー効率の改善、高密度データセンターへの電力供給能力を提供する次世代液冷技術を開発するため、研究開発に多額の投資を行っています。持続可能で高性能な冷却ソリューションに対する需要の高まりは、継続的な技術革新を必要とします。戦略的提携やM&Aは、技術力を強化し、市場範囲を広げ、データセンター、AI、高性能コンピューティングなどの分野の独自のニーズに対応するために、市場リーダーが頻繁に採用する戦術です。

ダイレクト・ツー・チップ液体冷却市場参入企業
ダイレクト・ツー・チップ液冷業界で事業を展開する著名企業のリストは以下の通り：

ZutaCore
JetCool Technologies
LiquidStack
CoolIT Systems
Asetek
Fujitsu

データセンターがより高度な冷却ソリューションを必要とする中、バーティブは戦略的に熱冷却ポートフォリオを拡大しました。2024年10月、バーティブはVertiv™ CoolPhase CDUとVertiv™ CoolChip Fluid Networkを発売しました。これらの新しい製品は、手頃な価格で次世代データセンター向けの効率的なモジュール式ソリューションを提供し、北米での導入に成功しました。

高性能データセンターにおける高度な冷却ソリューションに対するニーズの高まりに応えるため、カストロールは2024年12月、カストロールONダイレクト・リキッド・クーリングPG 25を発表しました。このプロピレングリコール液は、直接チップ冷却アプリケーションの熱管理ニーズを満たすように設計されました。この調合済み製品は、腐食や細菌繁殖の防止などの付加的な利点を提供しながら、安定した性能を発揮しました。

ダイレクト・ツー・チップ液冷業界ニュース
2023年12月、エクイニクスはダイレクト・ツー・チップのような高度な液冷技術のサポートを、世界45都市以上にある100以上のInternational Business Exchange® (IBX®) データセンターに拡大すると発表しました。これは、ほぼすべてのIBXでラック内熱交換器による液冷から空冷をサポートするエクイニクスの既存サービスを基盤とするものです。

この調査レポートでは、Direct-to-Chip液冷市場について、2021年から2034年までの収益（百万米ドル）ベースの予測および予測とともに、以下のセグメントについて詳細に解説しています：

市場, 冷却ソリューション種類別

単相液冷
二相液冷
市場：コンポーネント冷却別

CPU冷却
GPU冷却
ASIC冷却
メモリ冷却
その他
市場、液体冷却剤の種類別

水性クーラント
誘電流体
鉱物油
エンジニアードフルード
用途別市場

データセンター
ワークステーション
人工知能/機械学習システム
ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）
エッジコンピューティング装置
スーパーコンピューター
その他
市場, エンドユーザー別

電気通信
金融サービス
ヘルスケアおよびライフサイエンス
石油・ガス
航空宇宙・防衛
その他
上記の情報は、以下の地域・国を対象としています：

北米
アメリカ
カナダ
ヨーロッパ
ドイツ
英国
フランス
スペイン
イタリア
アジア太平洋
中国
インド
日本
オーストラリア
韓国
ラテンアメリカ
ブラジル
メキシコ
中東・アフリカ
サウジアラビア
南アフリカ
アラブ首長国連邦

【目次】

第1章方法論と範囲
1.1 市場範囲と定義
1.2 調査デザイン
1.2.1 調査アプローチ
1.2.2 データ収集方法
1.3 ベースとなる推定と計算
1.3.1 基準年の算出
1.3.2 市場推計の主要トレンド
1.4 予測モデル
1.5 一次調査と検証
1.5.1 一次情報源
1.5.2 データマイニングソース
第2章エグゼクティブサマリー
2.1 産業3600の概要
第3章業界インサイト
3.1 業界エコシステム分析
3.2 業界の影響力
3.2.1 成長ドライバー
3.2.1.1 ハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）需要の高まり
3.2.1.2 データセンターの高密度化
3.2.1.3 持続可能性への注目の高まり
3.2.1.4 ハイパフォーマンス・コンピューティング需要の高まり
3.2.1.5 データセンターにおけるエネルギー効率と持続可能性への注目の高まり
3.2.2 業界の落とし穴と課題
3.2.2.1 高い初期投資コスト
3.2.2.2 保守・運用の複雑さ
3.3 成長可能性の分析
3.4 規制の状況
3.5 技術展望
3.6 将来の市場動向
3.7 ギャップ分析
3.8 ポーター分析
3.9 PESTEL分析
第4章競争環境（2024年
4.1 はじめに
4.2 各社の市場シェア分析
4.3 主要市場プレーヤーの競合分析
4.4 競合のポジショニングマトリックス
4.5 戦略ダッシュボード
第5章 2021年～2034年冷却ソリューション種類別市場予測・予測 (USD Mn)
5.1 主要動向
5.2 単相液冷
5.3 二相液冷
第6章 2021～2034年コンポーネント冷却別市場予測・予測（USD Mn）
6.1 主要動向
6.2 CPU冷却
6.3 GPU冷却
6.4 ASIC冷却
6.5 メモリ冷却
6.6 その他のコンポーネント冷却
第7章 2021年～2034年液体冷却液種類別市場予測・予測（億米ドル）
7.1 主要動向
7.2 水性クーラント
7.3 誘電流体
7.4 鉱物油
7.5 エンジニアード液
第8章 2021年～2034年用途別市場予測・予測（億米ドル）
8.1 主要動向
8.2 データセンター
8.3 ワークステーション
8.4 人工知能／機械学習システム
8.5 ハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）
8.6 エッジコンピューティング装置
8.7 スーパーコンピューター
8.8 その他
第9章 2021〜2034年エンドユーザー別市場予測・予測（億米ドル）
9.1 主要動向
9.2 通信
9.3 金融サービス
9.4 医療・ライフサイエンス
9.5 石油・ガス
9.6 航空宇宙・防衛
9.7 その他
第10章 2021〜2034年地域別市場予測・予測（10億米ドル）
10.1 主要動向
10.2 北米
10.2.1 アメリカ
10.2.2 カナダ
10.3 ヨーロッパ
10.3.1 ドイツ
10.3.2 イギリス
10.3.3 フランス
10.3.4 スペイン
10.3.5 イタリア
10.4 アジア太平洋
10.4.1 中国
10.4.2 インド
10.4.3 日本
10.4.4 ANZ
10.4.5 韓国
10.5 ラテンアメリカ
10.5.1 ブラジル
10.5.2 メキシコ
10.6 中東・アフリカ
10.6.1 サウジアラビア
10.6.2 南アフリカ
10.6.3 アラブ首長国連邦
第11章企業プロフィール
11.1 ZutaCore
11.2 JetCool Technologies
11.3 LiquidStack
11.4 CoolIT Systems
11.5 Asetek
11.6 Fujitsu
11.7 Supermicro
11.8 Chilldyne
11.9 Malico Inc.
11.10 SRA Solutions
11.11 Submer
11.12 HDR Inc.
11.13 Accelsius
11.14 Mitsubishi Heavy Industries (MHI)
11.15 2CRSi

…

【本レポートのお問い合わせ先】
www.marketreport.jp/contact
レポートコード：GMI11960