チップ直接液冷市場 サイズとシェア 2025 - 2034

チップ直結型液冷市場の規模

世界のチップ直結型液冷市場の規模は、2024年に 18.5億米ドルに達し、年平均成長率（CAGR）20.5%で成長し、2034年には 118.9億米ドルに達すると推定される。市場の成長は、高性能コンピューティング（HPC）への需要の高まりと、データセンターにおけるエネルギー効率および持続可能性への関心の高まりによるものである。
 

さまざまな用途における高性能コンピューティング（HPC）および人工知能（AI）への需要の高まりは、データセンター内でのチップ直結型（DTC）液冷方式の導入に引き続き影響を及ぼしている。従来の空冷方式では、AIおよびHPC関連の処理に使用される最新の高性能プロセッサーが生み出す電力密度や熱負荷への対応が、従来にも増して困難になっている。この問題を受け、多くのデータセンターが、エネルギーコストを抑えながらシステムをより効果的に冷却するため、チップ直結型（DTC）液冷を採用している。さらに、主要企業は、自社運用のマイクロデータセンター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幅広く導入している。
 

例えば、2024年8月、NVIDIAは従来の空冷式データセンターに統合可能な液冷式サーバーラックを新たに投入した。このような液冷の導入は、AIおよびHPCアプリケーションの幅広い普及によって高まる熱制御要件に対応するうえで、DTC液冷システムが重要であることを示している。 
 

データセンターでは、持続可能性とエネルギー効率が基本要件として高まりつつあり、それに伴ってチップ直結型（DTC）液冷システムの導入が加速している。コンピューティングによって生成されるデータ量がこれまでにない水準へ増加し、さまざまな用途で先進技術が統合されるなか、データセンターは拡張を続けている。一方、従来の空冷システムは大量のエネルギーを消費し、熱への対応能力にも限界があるため、急速に不十分なものとなっている。データセンターの運用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、効率的な代替手段に注目し、液冷技術を採用している。
 

今後数年間におけるチップ直結型液冷市場の拡大を取り込むには、高性能コンピューティング（HPC）および高密度データセンター向けに特化したチップ直結型（DTC）液冷ソリューションの開発に注力する必要がある。エネルギー効率、持続可能性、環境に配慮した材料の活用を訴求することが重要である。性能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対象とすることで、顧客企業を環境配慮型の高性能冷却技術におけるリーダーとして位置付けることができる。
 

チップ直結型液冷市場の動向

• チップ直結型（DTC）液冷における主要な動向は、コンピューターのプロセッサーで発生した熱を液体冷媒へ直接移動させて放熱することで、高度な熱管理を実現することである。これにより、放熱効率が向上し、エネルギー消費量が削減される。例えば、CyrusOneは、液冷システムの導入によりデータセンターのエネルギー消費量を最大25%削減でき、炭素排出量の低減につながると主張している。
   
• この冷却方式では、熱による性能制限のリスクを抑えながら、より高いコンピューティング密度を実現できる。そのため、規制上および企業の持続可能性要件に対応しつつ、データセンターの運用規模をより効果的に拡大できる。
   
• クラウドおよび AI サービスの普及によりデータセンターが拡大し、電力密度の上昇に対応するため、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。エネルギーコストを削減しながらラック当たりの収容能力を高めるため、Google や Microsoft などの業界大手企業はチップ直接液冷（DTC）を導入しています。高性能コンピューティングアプリケーションの需要拡大に伴い、この傾向はさらに強まると見込まれます。
   
• 先進パッケージングでは、性能向上、小型化、機能拡充を実現するため、複数の半導体デバイスを単一のパッケージに組み込みます。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）などのプロセスでは、発熱する集積回路（IC）が密集して配置されるため、効率的な熱管理ソリューションが必要です。チップ直接液冷は、密接に結合された高性能チップに対してクラス最高水準の熱管理を実現し、システムの効率的かつ信頼性の高い運用を可能にすることから、将来の先進パッケージングを牽引する主要因として注目されています。
   

チップ直接液冷市場分析

冷却対象コンポーネント別に見ると、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分類されます。
 

• CPU 冷却市場は 2034 年までに 39 億米ドルを超える規模に達すると予測されます。AI、HPC、クラウドコンピューティングの進展により、高性能 CPU の消費電力が増加しており、液冷などの新たな冷却ソリューションが必要となっています。高度なシステムにおける CPU の性能は、すでに熱設計上の限界に近づいています。こうしたシステムでは、チップに直接液体を供給する液冷など、より効率的な冷却技術が求められます。
   
• GPU 冷却の市場シェアは、2024 年の 30%超から 2034 年には 33.5%超に上昇すると見込まれます。AI およびゲーム分野での用途拡大により、GPU 向け液冷技術の導入が大幅に増加しています。これらの用途では、最高水準のゲーム性能や AI ワークロードに対応するため、大型 GPU が必要です。一方、GPU の発熱量が大きいことから、大規模データセンターやスーパーコンピューターでも液冷の導入が進んでいます。
   
• メモリ冷却セグメントは、2034 年までに 13 億米ドルの規模に達すると予測されます。現代のコンピューティング、特に機械学習（ML）や AI ではメモリチップへの依存度が高まっており、処理速度と信頼性を維持するためにメモリの冷却が重要になっています。データセンターの高度なメモリシステムでは熱負荷が大きく、液冷などの対象を絞った冷却への需要が生じており、現在その需要が高まっています。
   

冷却ソリューションタイプ別に見ると、チップ直接液冷市場は単相液冷と二相液冷に分類されます。
 

• 単相液冷市場の 2024 年の市場規模は 10 億米ドルです。単相液冷システムは、構造が簡素で費用対効果に優れているため、ほとんどの用途で広く導入されています。これらのシステムは、単一の相を維持する液体を循環させ、コンポーネントから冷却媒体へ直接移動させることで、個別の冷却を実現します。単相冷却は、効率的な放熱性能と、高性能コンピューティングおよびデータセンターにおける費用対効果の高さから、広く導入されています。
   
• 二相式液冷は、2024年に45.5%を超える大きな市場シェアを占めた。二相冷却システムは熱伝達効率に優れているため、特に AI および HPC システムなど、高密度の熱負荷が発生する用途で普及が進んでいる。AI ワークロードおよび高性能コンピューティングに対する需要の増加を受け、データセンターでは、最新のプロセッサーから発生する極めて大きな熱を抑制するため、二相冷却ソリューションの導入が始まっている。
   

液体冷却剤の種類別に見ると、チップ直接液冷市場は、水系冷却剤、誘電性流体、鉱油、エンジニアード流体に分類される。
 

• 水系冷却剤セグメントは、2024年に31.1%の市場シェアを占めた。水系冷却剤は、経済性に優れ、熱伝導率も高いことから、一般的に使用されている。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なか、水系冷却剤ソリューションは、優れた熱伝達性能と比較的低い運用コストを備えているため、選好されている。
   
• 誘電性流体は、2034年までに41億米ドルを超える市場規模に達すると予測される。誘電性流体は電気絶縁性を備えているため、電子部品向けに幅広い需要を獲得した。これらの流体は感電を防止しながら熱負荷を管理できることから、電子部品に採用されている。
   
• 鉱油セグメントは、2034年までに23億米ドルの市場規模に達すると予測される。鉱油は、非導電性の冷却流体を必要とする業界において、導入しやすいソリューションとなりつつある。熱を均一に放散できるため、スーパーコンピューターや最先端の HPC システムでの利用が注目されている。
   
• エンジニアード流体は、2024年に16.7%の市場シェアを占めた。エンジニアード流体は、化学物質と材料を組み合わせて製造されるため、毒性を低減し、熱伝達を最適化するとともに、運用安定性も向上させる。この流体は、特殊な産業機械、軍用電子機器、航空宇宙分野などの高性能用途に適している。
   

用途別に見ると、チップ直接液冷市場は、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デバイス、スーパーコンピューター、ゲーミング PC、その他に分類される。
 

• データセンターセグメントは、2024年に29.2%を超える市場シェアを占めた。同セグメントの成長は、コンピューティング密度と熱負荷の増加に加え、持続可能で環境に配慮したデータセンターへの移行に起因する。これにより、熱の管理と消費電力の削減に寄与するチップ直接冷却ソリューションの導入が進んでいる。
   
• エッジコンピューティングデバイスは、2034年までに年平均成長率（CAGR）16%で成長すると予測される。エッジコンピューティングは、電力とスペースが限られる遠隔地で主に導入されている。一方、エッジコンピューティングの拡大に伴い、遠隔分散環境向けの小型で効率的な冷却技術に対する需要が増加しており、液冷の普及拡大につながっている。
   

最終用途別に見ると、チップ直接液冷市場は、データセンター、高性能コンピューティング（HPC）、人工知能／機械学習システム、ゲーミングおよびeスポーツ、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、自動車（電気自動車用バッテリー）、航空宇宙・防衛、その他に分類される。
 

• 通信市場は、2024年に5億7,890万米ドルの規模に達した。同セグメントの成長は、動画ストリーミングの拡大と、5G による大規模なデータ生成に起因する。これらがデータセンターの熱負荷を増大させているため、運用支出（OPEX）を抑え、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。
   
• 金融サービスセグメントは、2024年に7.7%を超える市場シェアを占めた。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、リスク管理に対応するため、データの信頼性と処理速度が求められる。。液冷ソリューションを利用することで、システムは効率的に動作し、低レイテンシでの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幅に成長し、2034年までに36億米ドルを超えると予測されています。北米では、クラウドコンピューティング、AI、高性能コンピューティング（HPC）アプリケーションの急速な成長を背景に、データセンターが広く導入されています。これらの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、北米市場では液冷に対する需要が高まっています。
 

• 米国のダイレクト・ツー・チップ液冷市場は、2024年に78.4%のシェアを占め、米国が市場をリードしました。これは、クラウドサービスとデータセンターが前例のない成長を遂げているためです。これらの設備では、熱密度がより高く、より高度な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（CAGR）は16.8%を超えると予測されています。カナダ市場では、クラウドコンピューティングおよびデータストレージサービスへの需要が成長を牽引しており、同時にデータセンターインフラの整備も進んでいます。さらに、同国ではエネルギー効率と持続可能性が重視されており、エネルギー使用量と炭素排出量をさらに削減するため、液冷技術の導入が加速しています。
   

欧州のダイレクト・ツー・チップ液冷市場は大幅な成長が見込まれ、2034年までのCAGRは19.6%に達すると予測されています。欧州では、エネルギーの効率的な利用に加え、カーボンニュートラルの推進が主な要因となり、液冷システムへの需要が高まっています。特にドイツ、英国、フランスではデータセンターインフラが継続的に拡大しており、市場成長を後押ししています。高性能AIおよび機械学習のワークロードが増加していることから、高度な冷却システムの必要性も高まっています。
 

• ドイツのダイレクト・ツー・チップ液冷市場は大幅な成長が見込まれ、2034年までに6億1,530万米ドルを超えると予測されています。ドイツで持続可能性とエネルギー効率が継続的に重視されていることから、データセンターへの液冷技術の導入が進んでいます。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需要は安定して高い水準にあります。
   
• 英国のダイレクト・ツー・チップ液冷市場は、2034年までに18.3%を超えるCAGRで成長すると予測されています。英国ではデジタル技術とクラウドサービスの導入が進み、データセンターへの投資が増加しています。この拡大に伴い、高密度コンピューティング機器が発生させる熱に対応する高度な冷却システムが必要となっています。
   
• 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見込まれ、2034年までに3億3,390万米ドルを超えると予測されています。スペインではデータセンター関連の取り組みが増加しており、クラウドサービスへの需要拡大とデジタルトランスフォーメーションの進展が顕著です。これらの施設内で効率的な熱管理ソリューションが求められていることから、液冷技術の導入率が高まっています。
   

アジア太平洋地域のダイレクト・ツー・チップ液冷市場は有望な成長が見込まれ、2034年までに38億米ドルを超えると予測されています。この地域の成長は、主に地域内で急速に進むデジタル化、AIや機械学習（ML）による処理負荷の増加、クラウドコンピューティングへのインフラ投資、ならびに中国、日本、インドの政府に支援されたデータセンターの拡大によって牽引されています。さらに、エッジコンピューティングの需要が高まっており、高度な冷却システムの成長を一段と促進しています。
 

• 中国のチップ直結型液冷市場は世界市場をリードすると予測されており、2024年には市場シェアの 25.8% 超を占めました。中国では、データセンターインフラへの大規模な投資を背景に、急速なデジタル変革が進んでいます。AIや機械学習などの先進技術の導入が急速に拡大し、効率的な冷却ソリューションの必要性が高まることで、市場成長が加速すると見込まれます。
   
• 日本のチップ直結型液冷市場は、2025年から2034年にかけて、年平均成長率（CAGR） 23.2% 超の有望な成長が見込まれます。高性能コンピューティングの用途拡大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必要性が高まっています。同国のイノベーションが、チップ直結型液冷システムの利用を後押ししています。
   
• インドのチップ直結型液冷市場は、2034年までに年平均成長率（CAGR） 23.9% で成長すると見込まれます。インドでは、IT産業の成長に加え、データセンター建設が増加しており、効率的な冷却システムの需要を押し上げています。エネルギー効率と持続可能性への注目も、同国における液冷システムの利用を促進しています。
   
• 韓国市場は大幅な成長が見込まれ、2034年には 5億680万米ドルを超える規模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イノベーションが進み、高度な冷却ソリューションの需要が高まっていることから、液冷ソリューションの必要性が生じています。
   

ラテンアメリカのチップ直結型液冷市場は、2025年から2034年にかけて、年平均成長率（CAGR） 16.9% 超の大幅かつ有望な成長が見込まれます。メキシコとブラジルでは、クラウド技術への投資拡大と新たなデータセンターの建設を背景に、高性能冷却ソリューションの需要が高まっています。地域のデジタル変革を促進する政府プログラムも、高密度コンピューティングインフラの整備を後押ししています。持続可能性に関する取り組みとエネルギー効率への懸念が、液冷技術の導入を促しています。金融サービス業とビデオゲーム産業の成長も、市場のさらなる拡大に寄与しています。
 

• ブラジルのチップ直結型液冷市場は急速に拡大し、2034年までに年平均成長率（CAGR） 17.7% 超で成長すると見込まれます。新たなデジタル技術の導入に加え、ブラジルにおける新たな冷却センターの建設と拡大により、新しい効率的な冷却ソリューションの需要が増加します。地域のエネルギー重視の政策も、チップ直結型液冷市場の急速な成長をさらに後押しします。
   
• メキシコのチップ直結型液冷市場は高い成長率で拡大し、2024年には世界市場シェアの 42.8% 超を占めると予測されています。メキシコでは、IT市場の拡大と、それに伴う新たなデータセンターへの投資により、冷却システムの高度化が求められています。新たな液冷サーバーの増加により、より高性能なコンピューティング機器に適切な冷却を提供できるようになり、市場成長が促進されます。
   

中東・アフリカ（MEA）のチップ直結型液冷市場は、2034年までに 12億を超える規模に達すると予測されています。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たなデータセンターの建設に加え、厳しい気候条件が液冷導入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の普及により、高性能コンピューターと高度な冷却システムの必要性が高まっています。政府が支援するデジタルトランスフォーメーションプログラムの導入により、データセンター施設の建設が促進されている。エネルギー効率に関する規制の強化は、企業に液冷方式の採用を促している。
 

• 南アフリカのチップ直接液冷市場は安定した成長が見込まれ、2034年までに 5億2,200万米ドルを超える規模に達すると予測される。南アフリカの IT インフラの拡充とデータセンター需要の増加を背景に、高度な冷却システムの建設が必要となっている。政府によるエネルギー効率化への取り組みも、液冷システムの採用をさらに後押ししている。
   
• サウジアラビアのチップ直接液冷業界は著しい成長が見込まれ、2024年には世界市場で 21.9% のシェアを占めると予測される。こうした投資は、サウジアラビアで進むデータセンターの拡張および新たな技術投資と並行して行われている。市場におけるこうした変化は、環境配慮を強化する同国の取り組みによっても支えられている。
   

チップ直接液冷市場のシェア

チップ直接液冷市場は、競争が激しい。CoolIT Systems、Asetek、ZutaCore の上位 3 社が市場の 24% という大きなシェアを占めている。 チップ直接液冷市場の参加企業は、主に技術開発、価格管理、地域展開をめぐって競争している。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増加が、競争を激化させている。
 

企業は、より優れた熱管理、エネルギー効率の向上、高密度データセンターへの電力供給能力を備えた次世代液冷技術の開発に向けて、研究開発（R&D）に多額の投資を行っている。持続可能で高性能な冷却ソリューションへの需要の高まりにより、継続的なイノベーションが求められている。市場のリーダー企業は、技術力の強化、市場カバレッジの拡大、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における固有のニーズへの対応を目的として、戦略的提携や合併・買収を頻繁に実施している。
 

チップ直接液冷市場の主要企業

チップ直接液冷業界で事業を展開する主要企業は以下のとおりである。

• ZutaCore
• JetCool Technologies
• LiquidStack
• CoolIT Systems
• Asetek
• Fujitsu
   

データセンターでより高度な冷却ソリューションが必要とされるなか、Vertiv は熱冷却ポートフォリオを戦略的に拡充した。2024年10月、Vertiv は Vertiv™ CoolPhase CDU と Vertiv™ CoolChip Fluid Network を発売した。これらは、高容量コンピューティング環境における冷却機能の強化に向けた同社の取り組みにおいて重要な製品である。これらの新製品は正式に導入され、北米で提供を開始した。次世代データセンター向けに、手頃なコストで効率的かつモジュール型のソリューションを提供する。
 

高性能データセンター向けの高度な冷却ソリューションに対する需要の高まりに対応するため、2024年12月、Castrol は Castrol ON Direct Liquid Cooling PG 25 を発表した。このプロピレングリコール液は、チップ直接冷却用途の熱管理ニーズに対応するよう設計された。あらかじめ調合された同製品は安定した性能を発揮するとともに、腐食および細菌増殖の防止などの付加的なメリットを提供した。
 

チップ直接液冷業界のニュース

• 2023年12月、Equinix, Inc. は、チップ直接冷却などの高度な液冷技術について、世界 45 都市以上に所在する 100 か所を超える International Business Exchange®（IBX®）データセンターへ支援対象を拡大すると発表した。これは、ほぼすべての IBX でラック内熱交換器を通じた液冷・空冷を支援している Equinix's の既存サービスを基盤とするものである。
   

チップ直結型液冷市場調査レポートでは、2021年〜2034年の売上高（百万米ドル）ベースの推計および予測を含む、業界の詳細な分析を、以下のセグメントについて提供しています。

市場：冷却ソリューションタイプ別

• 単相液冷
• 二相液冷

市場：冷却対象コンポーネント別

• CPU冷却
• GPU冷却
• ASIC冷却
• メモリ冷却
• その他

市場：液体冷却剤タイプ別

• 水系冷却剤
• 絶縁性流体
• 鉱油
• 高機能流体

市場：用途別

• 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
• 高性能コンピューティング（HPC）
• エッジコンピューティングデバイス
• スーパーコンピューター
• その他

市場：最終用途別

• 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
• 航空宇宙・防衛
• その他  

上記の情報は、以下の地域および国を対象としています。

• 北米 
  • 米国
  • カナダ
• 欧州 
  • 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
• 中南米 
  • 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（UAE）