AIコンピューティング能力の爆発的な成長とデータセンターの電力密度の継続的な増加により、従来の空冷技術ではもはや放熱ニーズを満たすことができなくなりました。効率的な放熱、省エネ、消費電力削減といった利点を持つ液冷技術は、もはや必須の技術となっています。液冷技術において、コールドプレートと液浸冷却の競争は特に熾烈です。本稿では、技術的特徴、適用シナリオ、費用対効果、将来の動向といった観点から、両者の長所と短所を分析し、今後の主流となる方向性を探ります。

1- 技術的特徴の比較：コールドプレート型は高い互換性を持ち、液浸型はより高い放熱効率を持つ

a. コールドプレート液冷：スムーズな移行を実現する「改革派」

高い互換性：サーバー構造を大幅に変更する必要がなく、既存の空冷式データセンターのインフラと互換性があり、改修コストが低く、サイクルも短い。

高い安全性：冷媒が電子部品に直接接触しないため、漏洩のリスクが低く、モジュール設計（クイックチェンジジョイントや冗長配管など）によってさらにリスクを低減できる。

高い成熟度：コールドプレート技術は、Alibaba Cloud Qiandao LakeデータセンターやIntelとの連携プロジェクトなどで広く採用されており、現在の液冷市場の90%を占めている。

限界：コールドプレート型はCPUやGPUなどの一部の高電力コンポーネントしかカバーできず、残りの熱は依然として空冷による放熱に頼る必要がある。 PUE値は通常1.1～1.2で、液浸型よりもわずかに高くなります。

b. 液浸液冷：効率的な放熱を実現する革新的技術

液浸液冷は、サーバー全体を断熱性のある冷却剤に浸漬し、直接接触させることでデバイスの放熱を最大限に高めます。主な利点は以下のとおりです。

優れたエネルギー効率：液体の熱伝導率は空気の20～30倍で、PUEは1.05まで低下し、放熱効率は3倍以上向上します。

省スペース：冷却システムの容積は空気冷却のわずか3分の1で、1筐体あたりの電力密度は50kW以上に達します。これは、AIスーパーコンピューティングなどの高密度環境に適しています。

静音性と環境への配慮：ファンが不要で、騒音は90%以上低減され、粉塵汚染も発生しないため、機器の寿命が長くなります。

課題：液浸にはカスタマイズされたサーバーが必要であり、冷媒のコストが最大 60% を占め (フッ素系液体など)、初期投資が高く、環境適合性を向上させる必要があります。

2-アプリケーションシナリオの差別化：中短期的にはコールドプレート型が主流、長期的には液浸型の可能性が発揮される

a. コールドプレート型：既存データセンターの改修および新規IDC構築における「費用対効果の高い選択肢」

旧式データセンターの改修：コールドプレート型は、既存の空冷アーキテクチャに迅速に適応でき、改修サイクルが短く、コストも制御可能です。例えば、IntelとBihが共同で開発したモジュール型ソリューションは、標準化されたコールドプレート設計により導入の難易度を軽減します。

中高密度コンピューティングパワーシナリオ：コールドプレート型は既に1筐体あたり130～250kWの電力をサポートしており（NVIDIA BシリーズGPUなど）、ほとんどのAIトレーニングニーズに対応しています。

b. 液浸型：スーパーコンピューティングおよびグリーンデータセンター向けの「究極のソリューション」

超高密度コンピューティングパワー：次世代チップ（NVIDIA Rubinシリーズなど）の筐体電力は1000kWを超え、液浸型が唯一の実現可能なソリューションとなるでしょう。

グリーン省エネニーズ：液浸型のPUEは1.05に近づき、廃熱回収効率は90%に達します（Lenovoのソリューションなど）。これは「デュアルカーボン」目標政策と一致しています。

c. 現在の市場状況

コールドプレート型が現在の市場を支配しています。2025年には、コールドプレート型が液体冷却市場の80%～90%を占め、液浸型は10%未満になります。さらに、標準化されたインターフェース（IntelのOCPコールドプレート設計など）が形成されており、InspurやSugonなどのメーカーのソリューションは高い互換性を備えています。国内の「東西データコンピューティング」プロジェクトでは、新規データセンターのPUEを1.25以下に抑えることが求められており、コールドプレート型は移行における第一選択肢となっています。

液浸型の準備が整いました：Sugon Digital C8000相変化液浸ソリューションはPUE 1.04を達成し、Alibaba Cloudの「Kirin」データセンターは単相液浸の実現可能性を検証しました。NVIDIA B200 GPU（1000W+）などの高出力チップは液浸型アプリケーションを強制し、液体冷却のコンピューティング電力密度は30％～50％増加します。EUは2028年にフッ素系液体の使用禁止を計画しており、国内の炭化水素/シリコンオイル冷却剤の研究開発が加速しています（Sinopecの「Kunlun」シリーズなど）。

3-権威ある意見 PK

コールドプレート派：コールドプレートは液体冷却普及の「砕氷船」であり、今後5年間で増分液体冷却市場の80%を占め続けるだろう。液浸型は、チップの消費電力が臨界点を突破するまで待つ必要がある。

液浸型派：相変化液浸は液体冷却の究極の形態であり、コールドプレートは過渡的なソリューションに過ぎない。チップ単体の消費電力が800Wを超えると、液浸型が唯一の選択肢となる。

中立派：技術ルートの分化は、コンピューティングパワー需要の階層化を反映している。コールドプレートは「東洋のデータ」を、液浸型は「西洋のコンピューティング」を支える。今後10年間は、この二本の並行開発が主要なテーマとなるだろう。

4-業界の機会と戦略

コストとエコシステム：コールドプレートは短期的な優位性を有しており、液浸型はコスト削減によって膠着状態を打破する必要がある。

コールドプレート：材料の最適化（銅アルミニウム複合材）、加工精度の向上（リーク防止プロセス）、モジュール化・標準化設計の推進。

液浸：費用対効果の高い冷却剤（単相液浸液など）、互換性のあるキャビネットの開発、そして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。

技術予備：将来の高電力需要に対応するため、二相流コールドプレートとインテリジェント監視システム（AIダイナミックフロー調整など）の検討。

5-結論

短期（2025～2027年）：コールドプレート型が一般的なシナリオを席巻し、液浸型普及率は15～20%に上昇。長期（2030年以降）：相変化液浸型は高コンピューティングパワー分野で主流となり、コールドプレート型は中低密度市場へと後退。

優位性：冷却剤コスト、チップ消費電力の急上昇、国際的な環境保護政策。

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