計算力が「熱く」なるほど、液冷は「冷たく」なる：千億級の放熱革命がデータセンターを再構築しつつある

2026年9月の第3週、HUAWEI CONNECTのスポットライトが昇騰960スーパーノードに当たったとき、長く見過ごされてきたある細部が興味深い——NPO光エンジンを採用し、4,096カード規模まで拡張可能なこのフラッグシップ製品は、同時に全液冷設計を採用していた。同じ日、Baidu AI Cloudは天池スーパーノードがフルスタック国産化を実現し、六大モジュール仕様を全面的に開放したと発表した。そのうち放熱モジュールは、電源、ノード、相互接続と並ぶ核心的な開放領域として位置づけられた。

これは偶然ではない。単一キャビネットの電力が数十キロワットから数百キロワット、さらにはメガワット級へと跳ね上がるにつれ、従来の空冷は物理的限界に達した。液冷——かつて「オプション」と見なされていた放熱ソリューション——は、計算力インフラの「必須選択肢」そして「ハードル」になりつつある。チップメーカーからサーバー完成機メーカー、データセンター運営者から冷却液サプライヤーまで、「冷却」を中心とした千億級の産業チェーンが加速的に形成されつつある。

空冷の壁：放熱が計算力拡張のボトルネックになるとき

かつて、データセンターは主にファンと空調で「冷まして」いた。しかし、1万GPU知能計算センターやスーパーノードなど高電力計算力クラスタの導入が加速するにつれ、チップの消費電力は絶えず上昇し、従来の空冷はますます厳しくなっている。手のひらサイズのコールドプレートは、今や2,000ワット、さらには3,000ワットの放熱を担わなければならない。それは高電力チップの表面に密着し、液体循環によって絶えず熱を運び去る。数年前、同じコールドプレートは数百ワットの熱を処理するだけでよかった。

エネルギー計算は明快だ。従来の空冷が1kWhの計算タスクを完了するには、放熱のためにさらに0.3～0.5kWhの電力を消費する。全浸漬式液冷の追加放熱消費電力は約0.15kWhまで低減できる。これは、放熱段階の電力消費を半分以上削減できることを意味する。「ダブルカーボン」目標とデータセンターPUEの日益厳格化の下で、これは「やるかやらないか」の選択問題ではなく、「必ずやる」生存問題である。ある業界専門家はより直感的な試算を示した。10万台サーバー規模のデータセンターで、空冷を全面的に液冷に置き換えれば、年間で数億元レベルの電気代を節約できる。

政策面でも加速している。国家発展改革委員会など7部門が共同で発行した「デジタル・グリーン協同転換発展促進実施方案（2026—2030年）」は、計算力施設のグリーン設計を強化し、液冷放熱、排熱回収、低消費電力チップなどの技術革新と普及応用を支持し、計算力施設の800V高圧直流給電アーキテクチャを探索し、100kW超の単一キャビネット導入を推進することを明確に打ち出した。同時に、多くの地域がPUE1.25未満を新設知能計算センターの参入基準とし、一部の東部省では1.2未満を要求している。空冷ソリューションは高密度キャビネットに対応する場合、PUEを安定的に1.3以下に抑えることが一般的に難しく、コールドプレート式液冷は1.15～1.25を達成でき、浸漬式液冷はさらに1.05に近づく見込みである。

国際的な巨人も転換を加速している。NVIDIAの新世代AI計算プラットフォームVera Rubinは全面的に生産に入り、従来の空冷を完全に放棄し、ファンレス全液冷放熱ソリューションを全面的に採用した。そのGB200 NVL72キャビネット電力は既に120kW以上に達し、次世代Rubinプラットフォームの単一キャビネット電力は200kWを突破すると予想される。この電力密度では空冷は完全に無効である。液冷は「未来のトレンド」ではなく「現在の現実」だと言える。

増分と既存の二輪駆動：過小評価された市場

液冷市場の爆発的ロジックは、新設知能計算センターだけにとどまらない。賽迪顧問のデータによると、中国国内の空冷既存机房の8割以上が液冷改造の潜在能力を有している。一方で新設知能計算センターが急速に増加し、他方で旧机房の省エネ改造需要が放出され、液冷は「増分」と「既存」の両市場を同時に獲得している。既存改造は難易度が高く期間も長いが、規模は膨大であり、改造後の省エネ効果は電気代に直接反映されるため、運営者と設備メーカーの双方に強いインセンティブをもたらす。

データはこの判断を裏付けている。2025年の中国液冷データセンター市場規模は159.8億元に達し、前年比45.2%増加した。今後3年間は35%以上の成長率を維持し、2028年には全体市場規模が470.4億元に達すると予想される。世界全体で見れば、2026年の世界知能計算液冷市場規模は千億元を突破する可能性がある。浸透率から見ると、液冷のAIサーバーにおける比率は急速に上昇しており、TrendForce集邦咨詢は、液冷放熱のAIチップにおける浸透率が2025年の33%から2026年には53%に上昇し、2027年には60%に迫ると推定している。

資本市場の反応も激しい。9月7日、液冷概念の筆頭である中石科技は取引中に「20cm」ストップ高となり、株価は初めて1株100元を突破し史上最高値を更新した。中遠通も「20cm」ストップ高、盾安環境、豪爾賽、集泰股フンがストップ高、高瀾股フンは8%超上昇した。さらに注目すべきは機関調査の密度である。7月以来、19の液冷概念株が機関調査を受け、そのうち飛龍股フン、大元ポンプ業は100社以上の機関調査を獲得した。機関の関心は「液冷が主流になるか」から「どの企業がコールドプレート、CDU、クイックコネクタ、冷却液などの环节で真の量産能力と顧客障壁を持つか」へと移っている。

産業の筆頭企業の増強はさらに直接的である。9月11日夜、浪潮信息は90億元を超えない資金調達を公告し、そのうち14億元を「グリーン知能計算クラスタの液冷原生計算力インフラ研究開発及び産業化プロジェクト」に専用投入し、超高密度液冷原生ラックサーバー、プレハブ液冷データセンター迅速納品システム、液冷原生計算アーキテクチャの三大方向に焦点を当てる。浪潮信息は2015年から液冷に取り組み、累計1,000件以上の核心特許を有し、20件以上の液冷関連設計・技術標準の主導・参画を行ってきた。同時に、曙光、聯想、新華三、超聚変などのメーカーも液冷ラックソリューションの投入を加速しており、液冷は「オプション」から「標準装備」へと移りつつある。

技術路線の争い：コールドプレート、浸漬、相変化の境界

液冷は単一技術ではなく、コールドプレート式、浸漬式、相変化液冷など複数の技術路線を含むスペクトルである。異なる路線にはそれぞれ適用境界があり、明確な分業格局が形成されつつある。

現在、コールドプレート式液冷が最も成熟度が高く、最も広く応用されている。その原理は複雑ではない。発熱量が**のチップの上方に金属コールドプレートを取り付け、冷却液がコールドプレート内部の流路を循環して熱を運び去る。申菱環境は投資者関係活動で、液冷は既に高電力計算力サーバーの放熱標準装備になりつつあり、将来の浸透率は必ず持続的に上昇すると明確に述べた。しかしコールドプレート式も新たな課題に直面している。業界関係者は、単一キャビネット電力が100kWを超えると、コールドプレート式液冷の圧力は明らかに増大し、より高流量の冷却液、より複雑な配管設計、より強力なCDU（冷量分配ユニット）が必要になると指摘する。単一キャビネット電力が200kWさらにはそれ以上に向かうと、コールドプレート式ソリューションにおける放熱効率とポンプ消費電力のバランスはますます困難になる。

より大きな市場の想像力は浸漬式液冷から来る。貴州省貴陽にある中国初の浸漬式液冷計算力キャビンでは、サーバーが絶縁冷却液に直接浸漬されている。現在、プロジェクトはシリコーンオイル、フッ素化液、合成油、変圧器油の4種類の冷却液をテストしており、技術は既に動いている。次の段階は規模化とコスト計算である。浸漬式液冷の利点は、放熱効率が極めて高く、騒音が極めて低く、ファンが不要で、より高い電力密度をサポートできることにある。しかし課題も明らかである。冷却液コストが高く、サーバーメンテナンスが不便で、カスタマイズされたキャビネットとマザーボードが必要であり、異なる冷却液間の材料互換性の差異が大きい。AIサーバーキャビネット電力が200kW以上に達すると、浸漬式ソリューションがより有利になるが、中低電力密度のシナリオでは、コールドプレート式が依然としてより経済的な選択である。

より高電力の技術も既に導入され始めている。河南省鄭州では、国産浸漬式相変化液冷熱交換技術が正式に稼働し、単一キャビネット電力はメガワット級に達し、従来の液冷ソリューションの3～5倍である。冷媒は加熱されると相変化し、液体から気体になってチップの熱を運び去り、再び凝縮して液体に戻り循環使用される。従来の空冷と比べて30%以上の節電を実現し、同時にチップ性能を10%以上向上させる。相変化液冷の独特さは相変化潜熱を利用する点にあり、熱交換効率は単相液体冷却よりはるかに高いが、システムの複雑さと密封要件もより高い。

さらにニッチだが想像力に富む路線もある——噴淋式液冷である。中国計算力大会の現場で、噴淋式液冷が新たに登場した。コールドプレート式、浸漬式液冷とは異なり、カスタマイズされた噴淋で「シャワー」を模擬し、冷却液を発熱部品の表面に直接噴霧して正確に熱を運び去る。このソリューションは特定の高密度シナリオで独特の優位性を持つが、冷却液の絶縁性と噴霧均一性に極めて高い要求を課す。

NVIDIAの技術選択は業界路線の収斂を加速している。その新世代AI計算プラットフォームVera Rubinは全面的に生産に入り、従来の空冷を完全に放棄し、ファンレス全液冷放熱ソリューションを全面的に採用した。中信証券の研報は、単一キャビネット当たりの液冷部品価値量がGB200の4.15万ドルからRubin NVL144の5.57万ドルに上昇し、GB300からさらに17%増加すると試算する。これは、電力密度の上昇に伴い、液冷部品の単一キャビネット当たり価値量が持続的に成長し、市場空間はまだ天井に達していないことを意味する。

部品からシステムへ：液冷はデータセンターを再定義しつつある

液冷産業のより深い変化は、「コールドプレートを売る」から「知能計算センター全体を売る」へと移りつつあることにある。企業間の競争はもはや「誰のコールドプレートが優れているか」だけではない。液冷はキャビネット、電力、データセンター建設とパッケージで設計され始め、一つの設備、一組の部品から、知能計算センター設計全体の一部へと変わっている。プレハブ生産とサプライチェーン協同により、ある企業は顧客が発注してから8ヶ月以内にAIDC人工知能データセンター全体を納品することを目指すとさえ提案している。従来の建設モデルでは、同等規模のデータセンターは設計から稼働まで1年半以上かかることが多い。

中国計算力大会の現場では、コンテナ型分散計算力ユニットが工場プレハブ生産を実現し、プレハブ化率は90%に達した。現場に運搬し通電後、最短2時間で運用に入ることができ、従来のデータセンターの約1年に及ぶ建設周期を大幅に圧縮した。この「計算力コンテナ」は、液冷、給電、ネットワーク、計算などのモジュールを工場内で統合・テストし、現場では外部の水道・電気接続とネットワーク接続を完了するだけでよく、納品効率を大幅に向上させる。

ファーウェイは霊衢アーキテクチャに基づき、新世代昇騰960液冷知能計算スーパーノードを発表し、兆級大規模モデルに計算力サポートを提供する。前世代製品と比較して、ネットワーク帯域は4倍、RTT遅延は3分の1に低下、メモリ容量は11倍に増加した。このスーパーノードは全液冷設計を採用し、液冷と高速相互接続、統一メモリアドレッシングを深く結合し、「液冷原生」の設計理念を体現している——サーバーを設計してから液冷を付けるのではなく、サーバーアーキテクチャ設計の当初から液冷を基礎制約とすることである。

中金公司の研報は、大規模モデルのパラメータ規模、長コンテキスト、並列戦略がカード間通信需要を押し上げ、AIインフラのボトルネックは単一チップ計算力から相互接続効率、リソーススケジューリング、システム協同へ移りつつあると指摘する。スーパーノードはAI計算力の重要な組織形態になる見込みであり、スイッチチップ及びスイッチトレイ、光相互接続、液冷、高電力電源などの环节に需要拡大と技術高度化をもたらす。これは、液冷がもはやデータセンターの付属品ではなく、計算、ネットワークと並ぶ核心サブシステムであることを意味する。液冷配管の設計、冷却液の流量配分、CDUの冗長構成は、スーパーノード全体の信頼性と性能に直接影響する。

注文は年末まで埋まる：生産能力競争は既に始まっている

需要の拡大は急速に生産側に伝わった。山東省済南のハイエンドAIサーバー生産ラインでは、液冷サーバーの一群が緊急に組み立て・テストされている。山東省青島莱西の液冷核心設備部品CDU組立ラインでは、注文は既に12月末まで埋まっている。広東省仏山のある液冷部品メーカーは、今年の注文、生産額、納品量がいずれも前年比約100%増加し、70%の生産ラインがフル稼働状態にある。ある企業責任者は、以前は顧客が発注後通常3ヶ月以内の納品を要求していたが、現在は一部の急ぎ注文で1ヶ月以内の納品を要求され、生産能力の圧力が非常に大きいと述べた。

この生産能力緊張の局面は、より深層の産業現実を反映している。液冷産業チェーンの成熟速度が、計算力インフラ建設のペースを制約する鍵となる変数になりつつある。ファーウェイ、Baidu、浪潮などの筆頭メーカーがこぞって液冷スーパーノードを配備しようとしているとき、液冷部品の供給能力、納品周期、コスト管理能力が、この計算力競争で先手を取れるかを直接決める。コールドプレート、CDU、クイックコネクタ、冷却液、液冷ポンプなどの重要环节は、いずれも「小ロットカスタマイズ」から「規模化量産」への飛躍を経験している。誰が先に生産能力の立ち上げと良品率向上を完了できるかが、次の注文争奪で主導権を握る鍵となる。

同時に、液冷産業チェーンの国産化率も急速に上昇している。以前は高級冷却液、クイックコネクタなどの部品の多くを輸入に依存していたが、今や国内企業はフッ素化液、シリコーンオイル、合成油などの冷却液分野で突破を果たし、クイックコネクタとCDUの国産代替も加速している。これはコストを下げるだけでなく、サプライチェーンの安全性も高める。

冷めた思考：液冷は万能薬ではない

液冷産業が高らかに前進する一方で、その課題を冷静に見る必要もある。**に、液冷システムの初期投資は依然として空冷より高い。コールドプレート式液冷のデータセンター建設コストは通常空冷より10%～20%高く、浸漬式はさらに高い。省エネ効果は数年で増分コストを回収できるが、予算に敏感なプロジェクトにとって初期投資の圧力は依然として存在する。

第二に、標準化の程度はまだ不十分である。コールドプレート寸法、クイックコネクタ仕様、冷却液タイプ、CDUインターフェースなどの环节に統一基準がなく、異なるメーカーのソリューションが相互運用しにくく、保守部品管理が複雑になる。業界関係者は、業界が液冷インターフェース、冷却液、運用保守規範などの標準策定を加速し、ユーザーの選択コストとロックインリスクを低減する必要があると訴えている。

第三に、運用保守体系の再構築が必要である。空冷時代の運用保守経験は液冷シナリオでは一部無効になる。漏液検出、冷却液交換、配管洗浄、ポンプ・バルブ保守などは新しいスキルとツールを必要とする。液冷データセンターの運用保守要員は専門訓練を受け、運用保守プロセスも再設計する必要がある。漏液リスクは多重防護措置で低減できるが、依然としてユーザーが最も関心を持つ信頼性問題の一つである。

第四に、排熱回収の価値はまだ十分に引き出されていない。液冷システムが排出する熱は温度が高く、排熱回収利用の潜在能力があり、地域暖房、温室栽培、工業予熱などのシナリオに利用できる。しかし現在、ほとんどの液冷データセンターは排熱回収システムを備えておらず、熱は直接大気に放出され、エネルギー浪費を引き起こしている。「ダブルカーボン」政策の深入推进に伴い、排熱回収は液冷データセンターの標準装備になる見込みである。

よりマクロな視点から見れば、液冷産業の台頭は、計算力インフラが「規模駆動」から「効率駆動」へ移行する一つの縮図である。単一チップ消費電力が物理的限界を突破し、PUEが「加点項目」から「参入ライン」に変わるとき、放熱はもはや無視できる付随問題ではなく、計算力が持続的に拡張できるかを決める基礎的制約である。千億級液冷市場の背後には、データセンターの物理形態に関する再定義がある——「風を吹かせる」から「風呂に入る」へ、「部品調達」から「システム納品」へ、「増分市場」から「既存改造」へ。この「冷」革命は、ますます「熱く」なる計算力産業に不可欠な物理的基盤を提供している。そしてこの革命の中で、コスト、標準化、運用保守の課題を誰が先に解決するかが、次の十年の計算力インフラ競争で有利な位置を占める鍵となる。