芯片直接液冷市场 尺寸和份额 2025 - 2034

芯片直连液冷市场规模

2024年，全球芯片直连液冷市场规模为18.5亿美元，预计将以20.5%的复合年增长率增长，到2034年达到118.9亿美元。市场增长归因于高性能计算（HPC）需求不断上升，以及数据中心对能源效率和可持续性的日益重视。
 

各类应用对高性能计算（HPC）和人工智能（AI）的需求不断上升，持续推动数据中心采用芯片直连（DTC）液冷方式。传统的风冷方式在管理现代先进处理器的功率密度和热负荷方面越来越力不从心，而这些处理器应用于 AI 和 HPC 相关任务。这一问题促使许多数据中心转向芯片直连（DTC）液冷，以更有效地冷却系统，同时节省能源成本。此外，主要企业也在广泛采用 DTC 液冷解决方案，为其本地微型和大型数据中心降温。
 

例如，2024年8月，NVIDIA 推出了新型液冷服务器机架，可集成到传统风冷数据中心中。液冷技术的应用凸显了 DTC 液冷系统的重要性，这类系统能够满足 AI 和 HPC 应用广泛普及所带来的日益增长的热管理需求。 
 

随着数据中心对可持续性和能源效率的要求日益提高，这些要求正成为基本条件，并进一步加快了芯片直连（DTC）液冷系统的应用。数据中心持续扩张，以支持计算产生的海量数据，同时各类应用也不断集成先进技术；然而，传统风冷系统很快便难以满足需求，因为这类系统能耗较高，且散热能力有限。数据中心运营商和服务提供商正致力于寻找高效替代方案，以应对这一问题，并转向液冷技术。
 

为把握未来几年芯片直连液冷市场的扩张机遇，应专注于开发专为高性能计算（HPC）和高密度数据中心设计的芯片直连液冷（DTC）解决方案。突出能源效率、可持续性以及环保材料的应用。瞄准 HPC、AI 和云计算等行业；在这些领域，性能和能源效率至关重要，这将有助于您的客户成为绿色高性能冷却技术领域的领先者。
 

芯片直连液冷市场趋势

• 直接芯片（DTC）液冷的关键趋势是将计算机处理器产生的热量直接传递至液态冷却剂进行散热，从而实现出色的热管理，提高散热效率并降低能耗。例如，CyrusOne 声称，部署液冷系统可使数据中心的能耗降低多达 25%，进而减少碳排放。
   
• 由于这种冷却方式能够在避免热降频风险的同时实现更高的计算密度，数据中心可以更有效地扩大运营规模，并满足监管要求和企业可持续发展要求。
   
• 云服务和人工智能服务推动了数据中心扩张，进而增加了对 DTC 等液冷解决方案的需求，以应对功率密度上升。为降低能耗支出并提升机架容量，Google 和 Microsoft 等行业领先企业正在采用 DTC 液冷。随着高性能计算应用需求增长，这一趋势可能会进一步发展。
   
• 在先进封装中，多种半导体器件被组合在单个封装内，以提升性能、缩小尺寸并增强功能。这些工艺包括 2.5D/3D 封装、芯片堆叠和系统级封装（SiP）等概念，其中集成电路（IC）紧密排列，会产生热量，因此必须采用高效的热管理解决方案。直接芯片液冷能够为紧密耦合的高性能芯片提供一流的热管理，确保此类系统高效、可靠地运行，正成为推动未来先进封装发展的关键因素。
   

直接芯片液冷市场分析

按冷却部件划分，市场分为 CPU 冷却、GPU 冷却、ASIC 冷却、内存冷却和其他部件冷却。
 

• 预计到 2034 年，CPU 冷却市场规模将超过 39 亿美元。人工智能、高性能计算（HPC）和云计算的发展推高了高性能 CPU 的功耗，因此需要采用液冷等新型冷却解决方案。复杂系统中的 CPU 性能已接近热设计极限，因此需要采用更高效的冷却技术，例如直接对芯片进行液冷。
   
• 预计到 2034 年，GPU 冷却的占比将升至 33.5% 以上，高于 2024 年的 30% 以上。随着人工智能和游戏应用不断增加，GPU 液冷技术的采用大幅增长。这些应用需要使用大型 GPU，以满足顶级游戏性能和人工智能工作负载的需求。然而，由于 GPU 发热量高，大型数据中心和超级计算机正在采用液冷。
   
• 预计到 2034 年，内存冷却细分市场规模将达到 13 亿美元。随着现代计算，尤其是机器学习（ML）和人工智能，日益依赖内存芯片，冷却内存芯片对于维持运行速度和可靠性至关重要。数据中心的先进内存系统热负荷较高，因此需要有针对性的冷却方案，例如目前需求旺盛的液冷。
   

按冷却方案类型划分，芯片直冷液冷市场可分为单相液冷和两相液冷。
 

• 2024年，单相液冷市场规模为10亿。由于结构简单且具有成本效益，单相液冷系统广泛应用于大多数场景。这类系统通过循环单相液体，对各个部件进行冷却，并将热量直接带入冷却液。单相冷却凭借高效散热和成本效益，在高性能计算和数据中心领域得到广泛应用。
   
• 2024年，两相液冷的市场份额超过45.5%。两相冷却系统的高效传热能力使其在高密度热负载场景中日益普及，尤其是在人工智能和高性能计算系统中。随着人工智能工作负载和高性能计算需求不断增长，数据中心开始采用两相冷却方案，以应对现代处理器产生的极高热量。
   

按液体冷却剂类型划分，芯片直冷液冷市场可分为水基冷却剂、介电流体、矿物油和工程流体。
 

• 2024年，水基冷却剂细分市场的市场份额为31.1%。水基冷却剂因经济优势和较高的导热性而得到广泛应用。随着数据中心日益重视节能和可持续发展，水基冷却剂方案凭借出色的传热性能和相对较低的运营成本而受到青睐。
   
• 到2034年，介电流体市场规模预计将超过41亿美元。凭借电绝缘性能，介电流体在电子元件领域的需求广泛。这类流体可在避免电击的同时管理热负载，因此被应用于电子元件。
   
• 到2034年，矿物油细分市场规模预计将达到23亿美元。在需要使用非导电冷却液的行业中，矿物油正成为一种便捷的解决方案。由于能够均匀散热，矿物油在超级计算机乃至最先进的高性能计算系统中的应用尤为突出。
   
• 2024年，工程流体占据16.7%的市场份额。工程流体由化学品和材料混合制成，可降低毒性、优化传热性能并提高运行稳定性。这类流体尤其适用于专业工业机械、军用级电子设备和航空航天等高性能应用。
   

按应用领域划分，芯片直冷液冷市场可分为服务器、工作站、边缘计算设备、超级计算机、游戏电脑及其他领域。
 

• 2024年，数据中心细分市场的市场份额超过29.2%。计算密度和热负载不断增加，加之数据中心向可持续发展和绿色化转型，共同推动了该细分市场的增长。芯片直冷方案有助于管理热量并降低能耗，因此得到采用。
   
• 到2034年，边缘计算设备市场预计将以16%的复合年增长率增长。边缘计算大多部署在电力和空间有限的偏远地区。随着边缘计算不断扩展，偏远分布式环境对紧凑、高效冷却技术的需求日益增长，从而推动液冷技术得到更广泛的应用。
   

按终端用户划分，直达芯片液冷市场可细分为数据中心、高性能计算（HPC）、人工智能/机器学习系统、游戏与电子竞技、电信、金融服务、医疗保健与生命科学、石油和天然气、汽车（用于电动汽车电池）、航空航天与国防及其他领域。
 

• 2024年，电信市场规模为5.789亿美元。该细分市场的增长可归因于视频流媒体服务日益普及，以及5G带来的海量数据生成增加了数据中心的热负荷，因此市场需要能够降低运营支出（OPEX）并提升可持续性的节能解决方案。
   
• 2024年，金融服务细分市场的市场份额超过7.7%。金融服务领域的实时金融交易、高频交易、强大的计算能力以及风险管理均需要数据可靠性和处理速度。然而，采用液冷解决方案后，系统能够高效运行，从而实现低延迟的快速数据处理，并加快交易速度。
   

预计北美直达芯片液冷市场将大幅增长，到2034年市场规模将超过36亿美元。随着云计算、人工智能和高性能计算（HPC）应用快速发展，数据中心在北美得到广泛应用。这些应用需要高性能硬件，而此类硬件会产生大量热量，因此北美市场对液冷技术的需求不断增长。
 

• 2024年，美国直达芯片液冷市场由美国主导，市场份额为78.4%。这是因为云服务和数据中心空前增长，而更高的热密度要求采用更高水平的冷却能力。
   
• 预计加拿大市场将强劲增长，到2034年复合年增长率将超过16.8%。云计算和数据存储服务需求推动加拿大市场发展，同时加拿大的数据中心基础设施也在不断完善。此外，该国注重能源效率和可持续发展，这推动了液冷技术的应用，以进一步降低能源消耗和碳排放。
   

预计到2034年，欧洲直达芯片液冷市场将显著增长，复合年增长率为19.6%。能源高效利用和实现碳中和的目标是推动欧洲液冷系统需求增长的主要因素。尤其是德国、英国和法国的数据中心基础设施持续扩张，推动了市场增长。高性能人工智能和机器学习工作负载日益增多，对先进冷却系统的需求也随之上升。
 

• 德国芯片直冷市场预计将显著增长，预测到2034年市场规模将超过6.153亿美元。德国持续关注可持续发展和能源效率，推动了液冷技术在数据中心的应用。此外，该国拥有大型数据中心枢纽，对先进冷却系统的需求一直较高。
   
• 预计到2034年，英国芯片直冷市场的复合年增长率将超过18.3%。英国数字技术和云服务的普及推动了数据中心投资增加。随着数据中心不断扩建，需要先进冷却系统来应对高密度计算设备产生的热量。
   
• 预计西班牙芯片直冷市场将大幅增长，到2034年市场规模有望超过3.339亿美元。随着云服务需求上升和数字化转型推进，西班牙的数据中心项目数量不断增加。由于这些设施需要高效的热管理解决方案，液冷技术的采用率也在不断提高。
   

预计亚太地区芯片直冷市场将实现可观增长，到2034年市场规模有望超过38亿美元。该地区市场增长主要得益于快速的数字化变革、人工智能（AI）和机器学习（ML）工作负载不断增加、云计算基础设施投资增长，以及中国、日本和印度政府支持的数据中心扩建。边缘计算需求不断增长，也将进一步推动先进冷却系统的发展。
 

• 预计中国芯片直冷市场将主导全球市场，2024年市场份额将超过25.8%。中国快速推进的数字化转型得益于对数据中心基础设施的大量投资。人工智能和机器学习等先进技术的快速普及，推动了对高效冷却解决方案的需求，并将加速市场增长。
   
• 预计2025年至2034年，日本芯片直冷市场将实现可观增长，复合年增长率将超过23.2%。高性能计算应用的普及以及日本的技术发展，增加了对高效冷却解决方案的需求。该国的创新发展也推动了芯片直冷系统的应用。
   
• 预计到2034年，印度芯片直冷市场的复合年增长率将达到23.9%。印度IT行业不断发展，数据中心建设持续增加，推动了对高效冷却系统的需求。该国对能源效率和可持续发展的重视，也促进了液冷系统的应用。
   
• 预计韩国市场将显著增长，到2034年市场规模有望超过5.068亿美元。韩国计算技术创新不断推进，带动了对先进冷却解决方案的需求，从而催生了对液冷解决方案的需求。
   

预计2025年至2034年，拉丁美洲芯片直连液冷市场将实现显著且强劲的增长，复合年增长率超过16.9%。墨西哥和巴西对高性能冷却解决方案的需求，受到云技术投资不断增加以及新建数据中心的推动。旨在促进该地区数字化转型的政府计划，也推动了高密度计算基础设施的发展。可持续发展举措和对能源效率的关注促使企业采用液冷技术。金融服务和视频游戏行业的发展也进一步推动市场扩张。
 

• 预计巴西芯片直连液冷市场将快速扩张，到2034年复合年增长率将超过17.7%。巴西对新型数字技术的采用，以及新建冷却中心并扩大其规模，将增加对新型高效冷却解决方案的需求。该地区以能源为重点的政策将进一步助力芯片直连液冷市场蓬勃发展。
   
• 预计墨西哥芯片直连液冷市场将强劲增长，预计到2024年将占全球市场份额的42.8%以上。IT市场的扩张以及墨西哥对新建数据中心的相应投资，推动了冷却系统的升级。液冷服务器数量增加，使更强大的计算设备能够得到充分冷却，从而推动市场增长。
   

预计到2034年，中东和非洲（MEA）芯片直连液冷市场规模将超过12亿。阿联酋、沙特阿拉伯和南非新建数据中心，加上严酷的气候条件，是推动液冷技术应用的主要因素。人工智能、物联网和智慧城市解决方案提升了对高性能计算机及先进冷却系统的需求。政府资助的数字化转型计划推动了数据中心设施建设。更严格的能效法规促使企业采用液冷技术。
 

• 预计南非芯片直连液冷市场将稳步增长，到2034年市场规模有望超过5.22亿美元。南非IT基础设施不断扩展，加上数据中心需求日益增长，推动了先进冷却系统的建设。政府推动能源效率的努力也进一步促进了液冷系统的应用。
   
• 预计沙特阿拉伯芯片直连液冷行业将实现强劲增长，预计2024年将占全球市场份额的21.9%。这些投资与沙特阿拉伯持续扩建数据中心及加大新技术投资同步进行。该国推动环境保护的努力也为市场转型提供了支持。
   

芯片直连液冷市场份额

芯片直连液冷市场竞争激烈。CoolIT Systems、Asetek和ZutaCore是排名前三的企业，合计占据市场24%的显著份额。 芯片直连液冷市场参与者主要围绕技术开发、价格管理和区域扩张展开竞争。计算性能需求的增长、人工智能工作负载的增加以及对高效冷却的需求，进一步加剧了竞争。
 

各企业正大力投资研发，以开发新一代液冷技术，提供更出色的热管理和更高的能效，并满足高密度数据中心的供电需求。对可持续、高性能冷却解决方案日益增长的需求，推动行业持续创新。市场领导者经常通过战略联盟、兼并与收购来增强技术实力、扩大市场覆盖范围，并满足数据中心、人工智能和高性能计算等行业的独特需求。
 

芯片直连液冷市场企业

芯片直连液冷行业的主要企业包括：

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

随着数据中心对先进冷却解决方案的需求不断增加，Vertiv 有策略地扩展了其热管理产品组合。2024年10月，Vertiv 推出了 Vertiv™ CoolPhase CDU 和 Vertiv™ CoolChip Fluid Network，这是该公司增强高容量计算环境冷却功能的关键举措。这些新产品成功推出并在北美上市，以实惠的价格为新一代数据中心提供高效、模块化的解决方案。
 

为满足高性能数据中心对先进冷却解决方案日益增长的需求，Castrol 于2024年12月推出了 Castrol ON Direct Liquid Cooling PG 25。这款丙二醇冷却液专为满足芯片直连冷却应用的热管理需求而设计。该预配方产品性能稳定，同时还具备防腐蚀和抑制细菌生长等额外优势。
 

芯片直连液冷行业新闻

• 2023年12月，Equinix, Inc. 宣布，将扩大先进液冷技术（如芯片直连液冷）的支持范围，覆盖其在全球45多个城市的100多个 International Business Exchange® (IBX®) 数据中心。此举是在 Equinix 现有服务基础上的进一步拓展；目前，几乎所有 IBX 数据中心均通过机架内热交换器支持液冷转风冷。
   

芯片直连液冷市场研究报告深入涵盖该行业，并按2021—2034年收入（百万美元）提供估算和预测，涵盖以下细分市场：

市场，按冷却解决方案类型划分

• 单相液冷
• 两相液冷

市场，按冷却部件划分

• CPU 冷却
• GPU 冷却
• ASIC 冷却
• 内存冷却
• 其他

市场，按液冷剂类型划分

• 水基冷却剂
• 介电液体
• 矿物油
• 特种工程流体

市场，按应用领域划分

• 数据中心
• 工作站
• 人工智能/机器学习系统
• 高性能计算（HPC）
• 边缘计算设备
• 超级计算机
• 其他

市场，按最终用途划分

• 电信
• 金融服务
• 医疗保健与生命科学
• 石油和天然气
• 航空航天与国防
• 其他  

以上信息涵盖以下地区和国家：

• 北美 
  • 美国
  • 加拿大
• 欧洲 
  • 德国
  • 英国
  • 法国
  • 西班牙
  • 意大利
• 亚太地区 
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