Marché du refroidissement liquide des centres de données – Croissance, tendances, impact du COVID-19 et prévisions (2022-2027)

Le marché du refroidissement liquide des centres de données est segmenté par type de solution de refroidissement liquide (refroidissement indirect et refroidissement direct) et par géographie.

Aperçu du marché

data center liquid cooling market share
Study Period: 2020-2027
Base Year: 2021
Fastest Growing Market: Asia Pacific
Largest Market: North America
CAGR: 24.84 %
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Aperçu du marché

Le marché du refroidissement liquide des centres de données devrait enregistrer un TCAC de 24,84 % au cours de la période de prévision (2022-2027). Les progrès technologiques ont rendu le refroidissement liquide simple à entretenir, facilement évolutif et abordable et ont entraîné une réduction de l'utilisation de liquide de plus de 15 % pour les centres de données dans les climats chauds et humides intégrés et de 80 % dans les zones plus froides. L'énergie dédiée au refroidissement liquide peut être recyclée pour chauffer des bâtiments ou de l'eau, ce qui réduit efficacement l'empreinte carbone de la climatisation grâce à l'application de réfrigérants d'ingénierie avancée.

Divers autres avantages du refroidissement liquide incluent une capacité plus élevée par rapport au refroidissement par air, fournissant le même refroidissement avec un volume beaucoup plus important, une exigence de capacité globale réduite en raison de l'application directe de composants à haute densité de puissance et un rejet de chaleur efficace. Le liquide diélectrique utilisé dans la méthode de refroidissement liquide direct absorbe efficacement la chaleur. Par conséquent, plus de matériel peut être inséré dans un espace plus petit, ce qui réduit le besoin d'espace supplémentaire pour accueillir le matériel.

En revanche, les exigences d'adaptabilité représentent un défi important pour les opérateurs de centres de données qui cherchent à adopter des systèmes de refroidissement. Les centres de données sont complexes, avec une vaste gamme de serveurs, et ils comportent l'incertitude de la quantité, du calendrier et de l'emplacement. Le refroidissement à cette haute densité est très difficile et implique de nombreux coûts inutiles. Un système de refroidissement de centre de données typique doit être standardisé, pré-conçu et modulaire. Il doit être évolutif et flexible pour répondre aux besoins du centre de données. C'est fastidieux, les entreprises cherchant à réduire leurs coûts et ne voulant pas dépenser beaucoup pour des systèmes de refroidissement personnalisés haut de gamme. Les entreprises ne savent pas si leurs systèmes de refroidissement actuels peuvent supporter la future charge des serveurs. Cela rend les changements d'infrastructure fréquents et pousse les entreprises qui ne veulent pas investir beaucoup dans de nouveaux systèmes de refroidissement.

Les opérateurs de centres de données se méfient des pertes de temps d'arrêt potentielles lors du passage à de nouveaux systèmes de refroidissement. Par conséquent, ils négligent les dépenses opérationnelles et continuent d'utiliser des systèmes de refroidissement obsolètes. Cette tendance ralentit l'adoption de nouvelles technologies qui sont perçues comme non testées.

En outre, l'apparition de la pandémie de COVID-19 a exercé une pression importante sur plusieurs économies dans divers secteurs. Cela a considérablement déplacé l'attention vers une économie numérique. De ce fait, les acteurs du marché réalisent des investissements importants. Par exemple, le principal fournisseur chinois de cloud computing, Alibaba Cloud, a investi des milliards dans la construction de centres de données de nouvelle génération pour répondre aux besoins de transformation numérique dans un monde post-pandémique. En avril 2020, Alibaba Cloud a annoncé qu'il investirait 200 milliards de yuans dans les technologies de base et la construction de centres de données orientés vers l'avenir au cours des trois prochaines années.

Portée du rapport

Le refroidissement liquide est utilisé dans les centres de données pour plus que les ordinateurs centraux et les superordinateurs. L'eau et les autres liquides sont beaucoup plus efficaces pour transporter la chaleur que l'air et peuvent également éliminer certains des problèmes associés aux systèmes de refroidissement par air, en particulier lorsque la densité des ordinateurs augmente, ce qui entraîne une augmentation du nombre de centres de données. La capacité calorifique de la technologie de refroidissement liquide est nettement supérieure à celle de l'air; l'eau est 4 000 fois plus efficace que l'air. Par rapport aux emplacements refroidis par air, cette technologie offre une plus grande efficacité énergétique dans tout le centre de données, avec des estimations de densité de rack au nord de 50 kW. Le refroidissement liquide des centres de données est de plus en plus utilisé pour décrire les méthodes de refroidissement direct qui exposent les composants du serveur (tels que les processeurs) au liquide pour les refroidir plus efficacement.

Le marché du refroidissement liquide des centres de données est segmenté par type de solution de refroidissement liquide (refroidissement indirect et refroidissement direct) et par géographie.

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Principales tendances du marché

Le refroidissement indirect devrait représenter une part de marché importante

Le refroidissement indirect ou direct sur puce est la méthode de refroidissement liquide la plus courante, y compris les systèmes de refroidissement liquide sur puce, indirect ou direct sur puce. Le refroidissement indirect ou liquide sur puce, également appelé refroidissement direct sur puce ou refroidissement par plaque froide, utilise un liquide de refroidissement sur une plaque froide à l'intérieur du serveur et une boucle d'eau réfrigérée pour transporter la chaleur à l'extérieur. À l'ère d'aujourd'hui, les centres de données entrent dans des applications de calcul et de base gourmandes en nombre sans précédent. De nos jours, les exploitants et les propriétaires de centres de données doivent repenser les densités accrues et le défi posé alors que le refroidissement par air conventionnel atteint ses limites.

Dans les centres de données, il existe une forte demande du marché pour des environnements de charge de travail hautes performances, haute fréquence et intenses, une informatique multicœur, telle que l'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique (ML), et des données de bout en bout solutions centrales. L'avantage des dernières innovations en matière de refroidissement liquide indirect ou direct sur puce et de services d'intégration de systèmes est que les propriétaires de centres de données peuvent répondre à un large éventail de besoins dans toute l'entreprise.

Le refroidissement indirect ou direct sur la puce utilise des mécanismes de transfert de chaleur par liquide ou à changement de phase sur la surface arrière exposée du silicium de la puce. Il fournit une puissance maximale et une dissipation thermique à une température de fonctionnement minimale. Il permet également de travailler dans des conditions de fonctionnement, et un processeur peut fonctionner nettement plus rapidement qu'un processeur refroidi par d'autres moyens conventionnels.

Des produits impliquant un refroidissement direct sur puce sont développés et brevetés pour répondre au besoin de technologies de refroidissement agiles et puissantes dans les puces de processeur. Le refroidissement direct de la puce utilise des liquides qui sont appliqués sur la surface arrière de la puce ou pulvérisés sur une plaque adjacente à la puce. En général, l'utilisation de liquide est une méthode de refroidissement très efficace au lieu d'utiliser de l'air refroidi. Cependant, ces méthodes sont généralement plus coûteuses que le refroidissement par air et doivent être mises en œuvre avec soin pour éviter d'endommager la puce lors du contact avec le liquide.

Le refroidissement direct sur puce convient aux rénovations qui ont des systèmes refroidis à l'air existants. Certaines des modifications mineures et l'ajout de tubes et de plaques froides peuvent convertir un système de montage en rack en un liquide pour le refroidissement des puces. De l'eau ou un fluide diélectrique peuvent être utilisés, et les installations peuvent moderniser un rack à la fois. Il y aurait une courbe d'apprentissage et une augmentation possible des heures-personnes à mesure que le personnel déterminerait comment maintenir le nouveau système.

Par exemple, en avril 2020, Rittal, un fournisseur de solutions industrielles et d'infrastructures informatiques, et ZutaCore, une société de refroidissement liquide sans eau à deux phases, ont annoncé la première solution de refroidissement direct des puces HPC avec ZutaCore. Les défis posés par les hotspots au niveau du serveur et les exigences informatiques de pointe tout en atténuant le risque de défaillance informatique ne peuvent être acceptés par les clients. Pour surmonter ce défi, les clients doivent utiliser des racks informatiques fiables de Rittal combinés à la solution innovante de refroidissement par évaporation directe sur puce de ZutaCore.

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L'Amérique du Nord devrait détenir une part de marché dominante

L'Amérique du Nord est l'un des premiers à adopter les nouvelles technologies. La pénétration des appareils connectés a considérablement augmenté dans la région. Selon la Consumer Technology Association, les livraisons américaines d'appareils grand public connectés sont passées de 621 millions en 2016 à 715 millions en 2018, et elles devraient atteindre 791 millions d'ici 2021. Les investisseurs des centres de données investissent de plus en plus dans l'immersion liquide et la -solutions de refroidissement de puces. L'importance des centres de données périphériques a été aidée par l'émergence des réseaux 5G dans le monde entier, et les États-Unis sont parmi les premiers à adopter la technologie. De nombreux opérateurs aux États-Unis, tels que EdgePresence, EdgeMicro et American Towers, ont commencé à investir dans ces centres.

Le trafic de données mobiles aux États-Unis a considérablement augmenté au fil des ans, passant de 1,26 exaoctets par mois de trafic de données en 2017 à 7,75 exaoctets par mois de trafic de données d'ici 2022, comme l'a rapporté Cisco Systems. Selon Ericsson, ce trafic de données devrait encore tripler d'ici 2030. Ainsi, le cloud distribué qui peut garantir la faible latence et la bande passante élevée nécessaires pour connecter facilement une telle échelle entre en action. Selon Energy Technology Area, la consommation d'énergie dans les centres de données américains devrait continuer à augmenter légèrement, augmentant de plus de 4 % entre 2014 et 2021. Selon les estimations de la tendance actuelle, les centres de données américains ont consommé environ 73 milliards de kWh en 2020.

Les États-Unis connaissent une croissance massive de l'utilisation d'Internet par les particuliers et les entreprises. Le pays est le plus grand marché en termes d'exploitation de centres de données, et il continue de croître en raison de la consommation accrue de données par les utilisateurs finaux. La popularité croissante de l'Internet des objets (IoT) est un moteur important pour le marché américain des centres de données à grande échelle, conduisant à des installations supplémentaires pouvant prendre en charge des exaoctets de données générées à la fois par les utilisateurs professionnels et les consommateurs. Par exemple, en 2020, Switch s'est associé à Dell et FedEx pour déployer des installations de centres de données périphériques aux États-Unis. DataBank, un fournisseur de services de colocation, investit environ 30 millions de dollars dans EdgePresence, un fournisseur de centres de données en périphérie aux États-Unis, pour colocaliser les charges de travail des clients vers des centres en périphérie afin de réduire la latence des services.

En Amérique du Nord, le refroidissement liquide direct sur puce devient populaire. Les installations qui utilisent de l'eau à des fins de refroidissement comprennent des usines de traitement de l'eau sur place qui sont conçues avec des systèmes de tuyauterie double. De nombreux fournisseurs du sud-est et de l'ouest des États-Unis adoptent des refroidisseurs refroidis par eau, avec un mode économiseur pour faciliter le refroidissement partiel de l'installation en utilisant de l'air extérieur.

Avec le déclenchement de la pandémie de COVID-19, la construction de plusieurs installations aux États-Unis a été interrompue en raison de perturbations de la chaîne d'approvisionnement. Le nombre de projets de construction de centres de données identifiés était supérieur à 135 dans le pays. Environ 95 projets ont été rendus opérationnels en 2019 et la pandémie a affecté les projets américains restants en 2020.

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Paysage concurrentiel

Le marché du refroidissement liquide des centres de données est très concurrentiel et se compose de plusieurs acteurs majeurs comme Alfa Laval AB, Asetek AS, Fujitsu Limited, Liquid Cool Solutions, Vertiv Co, etc. En termes de part de marché, peu d'acteurs majeurs dominent actuellement le marché. . Ces acteurs majeurs détenant des parts de marché importantes se concentrent sur l'expansion de leur clientèle dans les pays étrangers. Ces entreprises s'appuient sur des initiatives collaboratives stratégiques pour augmenter leurs parts de marché et leur rentabilité.

Novembre 2021 - Liquid Stack a rejoint la conférence Supercomputing '21 à St. Louis. La société a présenté ses premiers serveurs optimisés d'infrastructure d'accélérateur ouvert (OAI) OCP refroidis par immersion liquide à deux phases. La technologie de refroidissement par immersion biphasée de Liquid Stack, associée au matériel avancé de Wiwynn, permet des niveaux sans précédent de puissance de calcul, d'efficacité et d'économie d'espace. La démonstration intégrée présente les serveurs OAI hautes performances optimisés de Wiwynn avec des processeurs Habana Gaudi dans un réservoir de données Liquid Stack refroidi par immersion à 2 phases.

Novembre 2021 - Wiwynn Corporation a annoncé qu'elle présenterait ses serveurs cloud et de périphérie basés sur Open Compute Project (OCP) et la plate-forme Habana OCP Accelerator Module (OAM) basée sur Open Accelerator Infrastructure (OAI) lors du Sommet mondial OCP 2021. Il était prévu de présentent le premier serveur Edge refroidi par immersion biphasé et le premier serveur OAI au monde, qui aideront les centres de données à faire face à l'augmentation de la consommation d'énergie et au désir d'un faible PUE.

Janvier 2021 - Icetope Technologies Limited a annoncé le lancement d'une solution hautement évolutive, riche en GPU et refroidie par liquide pour le déploiement de charges de travail HPC et AI en colocation s'intégrant aux serveurs Lenovo ThinkSystem SR670. La solution Ku:l Data Center peut résister à l'augmentation des charges thermiques des feuilles de route des processeurs.

Principaux acteurs

  1. Asetek AS

  2. Rittal GmbH & Co. KG

  3. Schneider Electric

  4. Alfa Laval

  5. Vertiv Co.

Asetek AS Rittal GmbH & Co. KG Schneider Electric Alfa Laval Vertiv Co.

Paysage concurrentiel

Le marché du refroidissement liquide des centres de données est très concurrentiel et se compose de plusieurs acteurs majeurs comme Alfa Laval AB, Asetek AS, Fujitsu Limited, Liquid Cool Solutions, Vertiv Co, etc. En termes de part de marché, peu d'acteurs majeurs dominent actuellement le marché. . Ces acteurs majeurs détenant des parts de marché importantes se concentrent sur l'expansion de leur clientèle dans les pays étrangers. Ces entreprises s'appuient sur des initiatives collaboratives stratégiques pour augmenter leurs parts de marché et leur rentabilité.

Novembre 2021 - Liquid Stack a rejoint la conférence Supercomputing '21 à St. Louis. La société a présenté ses premiers serveurs optimisés d'infrastructure d'accélérateur ouvert (OAI) OCP refroidis par immersion liquide à deux phases. La technologie de refroidissement par immersion biphasée de Liquid Stack, associée au matériel avancé de Wiwynn, permet des niveaux sans précédent de puissance de calcul, d'efficacité et d'économie d'espace. La démonstration intégrée présente les serveurs OAI hautes performances optimisés de Wiwynn avec des processeurs Habana Gaudi dans un réservoir de données Liquid Stack refroidi par immersion à 2 phases.

Novembre 2021 - Wiwynn Corporation a annoncé qu'elle présenterait ses serveurs cloud et de périphérie basés sur Open Compute Project (OCP) et la plate-forme Habana OCP Accelerator Module (OAM) basée sur Open Accelerator Infrastructure (OAI) lors du Sommet mondial OCP 2021. Il était prévu de présentent le premier serveur Edge refroidi par immersion biphasé et le premier serveur OAI au monde, qui aideront les centres de données à faire face à l'augmentation de la consommation d'énergie et au désir d'un faible PUE.

Janvier 2021 - Icetope Technologies Limited a annoncé le lancement d'une solution hautement évolutive, riche en GPU et refroidie par liquide pour le déploiement de charges de travail HPC et AI en colocation s'intégrant aux serveurs Lenovo ThinkSystem SR670. La solution Ku:l Data Center peut résister à l'augmentation des charges thermiques des feuilles de route des processeurs.

Table of Contents

  1. 1. INTRODUCTION

    1. 1.1 Study Assumptions and Market Definition

    2. 1.2 Scope of the Study

  2. 2. RESEARCH METHODOLOGY

  3. 3. EXECUTIVE SUMMARY

  4. 4. MARKET DYNAMICS

    1. 4.1 Evolution of Data Center Cooling

      1. 4.1.1 Air Conditioners/Handlers​​

      2. 4.1.2 Chillers and Economizer Systems

      3. 4.1.3 Liquid Cooling Systems

      4. 4.1.4 Row/Rack/Door/Over-head Cooling Systems

    2. 4.2 Overview of the Data Center Liquid Cooling Market

    3. 4.3 Energy Consumption, Computing Density Metrics, and Key Considerations for Liquid Cooling

    4. 4.4 Industry Stakeholder Analysis

    5. 4.5 Market Drivers

      1. 4.5.1 Development of IT Infrastructure in the Region

      2. 4.5.2 Emergence of Green Data Centers

    6. 4.6 Market Challenges

      1. 4.6.1 Costs, Adaptability Requirements, and Power Outages

    7. 4.7 Industry Attractiveness - Porter's Five Forces Analysis

      1. 4.7.1 Threat of New Entrants

      2. 4.7.2 Bargaining Power of Buyers

      3. 4.7.3 Bargaining Power of Suppliers

      4. 4.7.4 Threat of Substitute Products

      5. 4.7.5 Intensity of Competitive Rivalry

    8. 4.8 Impact of the COVID-19 Pandemic on the Data Center Liquid Cooling Market Ecosystem

  5. 5. OUTLOOK OF REAR DOOR HEAT EXCHANGERS (RDHX) IN DATA CENTERS

    1. 5.1 Technical Comparison of RDHx and Liquid Cooling (Direct and Indirect) In Data Centers (in Terms of Effectiveness, Considerations, Costs, etc.)

    2. 5.2 Recent Developments by Data Center Cooling Technology Vendors in the Context of RDHx and Liquid Cooling

    3. 5.3 Global Market Share of RDHx (2020)

    4. 5.4 List of Key RDHx Vendors (Business Overview, Portfolio, and Recent Developments)

  6. 6. DIRECT COOLING OR IMMERSION COOLING MARKET

    1. 6.1 Direct Cooling Market Overview and Estimates

    2. 6.2 Immersion Cooling - Key Applications

      1. 6.2.1 High-performance Computing

      2. 6.2.2 Edge Computing

      3. 6.2.3 Cryptocurrency Mining

    3. 6.3 Immersion Cooling Fluids

      1. 6.3.1 Fluorocarbons

      2. 6.3.2 Hydrocarbons

  7. 7. INDIRECT OR DIRECT-TO-CHIP COOLING MARKET

    1. 7.1 Indirect Cooling Market Overview and Estimates

    2. 7.2 Indirect Cooling - Key Applications

  8. 8. DATA CENTER LIQUID COOLING MARKET SEGMENTATION - BY REGION

    1. 8.1 North America

    2. 8.2 Europe

    3. 8.3 Asia-Pacific

    4. 8.4 Rest of the World (Latin America and Middle-East and Africa)

  9. 9. COMPETITIVE LANDSCAPE

    1. 9.1 Company Profiles

      1. 9.1.1 Data Center Liquid Cooling

        1. 9.1.1.1 Alfa Laval AB

        2. 9.1.1.2 Liquid Stack Inc.

        3. 9.1.1.3 Asetek AS

        4. 9.1.1.4 Asperitas Company

        5. 9.1.1.5 Chilldyne Inc.

        6. 9.1.1.6 CoolIT Systems Inc.

        7. 9.1.1.7 Fujitsu Limited

        8. 9.1.1.8 Mikros Technologies

        9. 9.1.1.9 Kaori Heat Treatment Co. Ltd

        10. 9.1.1.10 Lenovo Group Limited

        11. 9.1.1.11 Liquid Cool Solutions

        12. 9.1.1.12 Midas Green Technologies

        13. 9.1.1.13 Iceotope Technologies Ltd

        14. 9.1.1.14 USystems Ltd

        15. 9.1.1.15 Rittal GmbH & Co. KG

        16. 9.1.1.16 Schneider Electric

        17. 9.1.1.17 Submer Technologies

        18. 9.1.1.18 Vertiv Co.

        19. 9.1.1.19 Wakefield-Vette Inc.

        20. 9.1.1.20 Wiwynn Corporation

      2. 9.1.2 Immersion Cooling - Dielectric Fluid Providers

        1. 9.1.2.1 3M Company

        2. 9.1.2.2 Engineered Fluids

        3. 9.1.2.3 Green Revolution Cooling Inc.

        4. 9.1.2.4 Solvay SA

    2. *List Not Exhaustive
  10. 10. COOLING TECHNOLOGY INNOVATIONS ACROSS THE VALUE CHAIN

  11. 11. INVESTMENT ANALYSIS AND MARKET OUTLOOK

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Frequently Asked Questions

Le marché du marché du refroidissement liquide des centres de données est étudié de 2020 à 2027.

Le marché du refroidissement liquide des centres de données croît à un TCAC de 24,84 % au cours des 5 prochaines années.

L'Asie-Pacifique affiche le TCAC le plus élevé sur la période 2021-2026.

L'Amérique du Nord détient la part la plus élevée en 2021.

Asetek AS, Rittal GmbH & Co. KG, Schneider Electric, Alfa Laval, Vertiv Co. sont les principales entreprises opérant sur le marché du refroidissement liquide des centres de données.

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