AIサーバーのDirect-to-Chip液冷は、コールドプレートだけで成立する技術ではありません。
GPU・CPUから受け取った熱を、冷却液、ホース、QD、マニフォールド、CDUを通して施設側冷却設備へ運ぶ一つの流体システムです。
そのため液冷市場を理解するには、「CDU市場」「コールドプレート市場」と個別に見るだけではなく、冷却液が通る順番に部品を並べると分かりやすくなります。
この記事では主要部品の役割だけでなく、調達時に見るべき流量、圧力損失、漏液、材料適合性、保守性まで整理します。
AIサーバー液冷は何で構成されているのか
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Direct-to-Chip液冷の基本的な熱の流れは次のようになります。
GPU・CPU
↓
TIM
↓
コールドプレート
↓
冷却液
↓
ホース・チューブ
↓
QD・UQD
↓
ラックマニフォールド
↓
CDU
↓
施設側冷却水
↓
チラー・ドライクーラー等
↓
施設外
OCPのCold Plate Cooling Loop Requirementsでも、CDUからラック、マニフォールド、IT機器を通ってCDUへ戻る流体ループをTechnology Cooling System、TCSとして整理しています。
つまりAIサーバー液冷は、一つの冷却装置ではありません。
金属加工、ゴム・樹脂、ポンプ、バルブ、継手、熱交換器、センサー、フィルター、冷却液、制御機器などが組み合わされたシステムです。
主要部品を一覧にするとこうなる
| 部品 | 主な役割 | 重要な確認項目 |
|---|---|---|
| コールドプレート | CPU・GPUから熱を受け取る | 熱抵抗、流量、圧力損失、平面度 |
| マニフォールド | 複数サーバーへ液を分配 | 流量バランス、ポート数、圧力損失 |
| QD・UQD | 流路を着脱可能にする | 漏液、圧損、耐久、互換性 |
| ホース・チューブ | 冷却液を輸送 | 材質、曲げ、透過、耐圧 |
| CDU | 循環・熱交換・温度制御 | 冷却能力、流量、冗長性、監視 |
| ポンプ | 冷却液を循環 | 流量、揚程、効率、寿命 |
| 熱交換器 | IT側から施設側へ熱を移す | 熱交換能力、圧損、汚れ |
| フィルター | 異物を除去 | ろ過精度、圧損、交換周期 |
| バルブ | 流量・経路を制御 | Cv、耐圧、シール性 |
| センサー | 状態監視 | 温度、圧力、流量、液位 |
| 漏液センサー | 漏れを検知 | 検知位置、応答性 |
| シール・Oリング | 接続部を密封 | 冷却液適合性、温度、圧力 |
| 冷却液 | 熱を輸送 | 熱特性、腐食、材料適合性 |
ポイントは、どれか一つの性能を上げればシステム全体が良くなるわけではないことです。
例えば流量を増やそうとしても、コールドプレート、QD、ホース、マニフォールド、フィルターの圧力損失が大きければ、ポンプ負荷が増えます。
液冷設計では各部品を単独ではなく、一つの流路として見る必要があります。
AIサーバーの高密度化で液冷部品が増える理由
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液冷への移行を具体的に示しているのがNVIDIAのラックスケールシステムです。
GB200 NVL72は36基のGrace CPUと72基のBlackwell GPUをラックスケールで構成する液冷システムとして公開されています。
GB300 NVL72についても、NVIDIAは完全液冷式ラックスケールアーキテクチャとして説明しています。
一方、Direct-to-Chip液冷だからといってサーバー内部の空冷がすべてなくなるとは限りません。
NVIDIAのGB200構成資料では、Grace CPU、Blackwell GPU、NVLink Switch ASICなどを液冷し、それ以外の一部部品については空冷するハイブリッド構成が示されています。
したがって需要変化は、
空冷が消える
ではなく、
高発熱部品の熱を空気から液体へ移す比率が高まる
と考える方が適切です。
この変化によってサーバーラック内部へ、
コールドプレート
液配管
QD
マニフォールド
漏液監視
など、従来の空冷サーバーでは少なかった流体系部品が入ってきます。
CDUは冷却液を循環・制御する中核装置
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CDUはCoolant Distribution Unitの略です。
代表的なLiquid-to-Liquid型では、IT機器側の冷却液を循環させながら、熱交換器を介して施設側冷却水へ熱を移します。
CDUは単なるポンプではありません。
一般的には、
ポンプ
熱交換器
バルブ
フィルター
温度センサー
圧力センサー
流量センサー
タンク
配管
制御基板
電源
漏液監視
などを組み合わせます。
VertivのCoolChip CDUでも冗長ポンプ、フィルターなどを備えた構成が示されており、製品ラインはラック内、インロー、周辺設置まで複数の配置方式があります。
日本企業でもCDUの大型化が進んでいます。
ニデックは2026年6月、最大300kWの冷却能力を持つIn-Rack CDUのプロトタイプを発表し、温度、圧力、流量、液位や漏水を監視する構成を示しています。量産開始目標は2027年第1四半期です。
CDUを見るときはkWだけ比較しない
CDUの製品資料では、
100kW
300kW
600kW
1MW
2MW
といった冷却能力が目立ちます。
しかし、冷却能力だけを比較すると判断を誤る可能性があります。
確認すべきなのは、
供給温度
戻り温度
流量
一次側条件
二次側条件
アプローチ温度
使用冷却液
圧力損失
ポンプ冗長性
です。
同じ500kWでも、どの温度条件・流量条件で500kWを処理できるのかによって意味が変わります。
コールドプレートはチップの熱を液体へ移す
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コールドプレートは、GPUやCPUなどの発熱部品へ直接取り付け、熱を冷却液へ移す部品です。
NVIDIAもGB200 compute trayについて、液冷用コールドプレートと接続部を備えることを公開しています。
コールドプレートで重要なのは、単純な「金属板」ではない点です。
内部には冷却液を通す流路があり、
熱伝導
流量分布
圧力損失
熱接触
流路形状
を同時に考えなければなりません。
コールドプレートに関係する製造技術
代表的には、
銅・アルミ加工
CNC加工
微細流路加工
ろう付け
レーザー溶接
拡散接合
FSW
表面処理
洗浄
リーク試験
耐圧試験
などが関係します。
OCPでは2026年にSingle-Phase Direct-to-Chip Cold Plate Test Specification V1.0.0も公開されています。
液冷部品の標準化対象が、接続部だけでなくコールドプレートの試験領域まで広がっている点は重要です。
コールドプレートで確認したい項目
熱抵抗
入口温度
必要流量
圧力損失
接触面平面度
TIM
締結荷重
接液材料
使用冷却液
耐圧
漏れ量
清浄度
です。
冷却能力だけでなく、「その冷却能力をどの程度の流量と圧力損失で実現できるか」が重要になります。
マニフォールドはラック内の冷却液を分配する
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マニフォールドは、CDUから送られてきた冷却液を複数のサーバーやコールドプレート系統へ分配し、温まった液を回収する部品です。
NVIDIAのDGX GBラックでも、ラック後部に液冷マニフォールドが配置されています。
マニフォールドは単に配管を枝分かれさせる部品ではありません。
重要なのは、
各サーバーへの流量バランス
ポート数
圧力損失
QD配置
サーバー交換性
流路断面積
耐圧
清浄度
です。
ラック内で一部の枝だけ流れやすい設計になれば、他のサーバーへ十分な冷却液が届かなくなる可能性があります。
そのためマニフォールド設計はコールドプレートやポンプ選定ともつながります。
QD・UQDは保守性と漏液防止を支える
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QDはQuick Disconnectの略で、冷却液の配管を短時間で着脱するための継手です。
液冷サーバーでは、サーバートレイを交換するたびに冷却液を抜き、配管を工具で分解する設計では保守性が低下します。
そこで、
短時間で着脱できる
切り離しても液が漏れにくい
接続中も漏れにくい
圧力損失が小さい
繰り返し着脱できる
というQDが重要になります。
UQDとは何か
UQDはUniversal Quick Disconnectです。
OCPは液冷用のUQDについて、異なるメーカー間でも接続しやすいインターフェース標準化を進めています。
2026年にはUniversal Quick Disconnect Specification V2.0.0が公開され、手動接続型UQDとブラインドメイト型UQDBを対象にしています。
旧仕様ではUQD02、04、06、08というサイズ区分が定義されており、2026年のV2では手動・ブラインドメイトを含めた仕様整備が進められています。
OCP MarketplaceではCEJN、Stäubli、Parkerなど複数企業のUQD製品が確認できます。
これはUQD標準化の目的の一つであるマルチベンダー化を具体的に示しています。
QDで見るべき仕様
流量
圧力損失
最大使用圧力
耐圧
接続・切離し時の液漏れ
空気混入
挿抜力
耐久回数
シール材料
接液金属
です。
例えばCPCのEveris UQD04では、ステンレス部材とEPDMシールを使用する仕様が公開されています。
つまりQD市場には、
精密切削部品
ステンレス材料
スプリング
バルブ
Oリング
高機能シール
精密組立
リーク検査
といった需要があります。
ホース・チューブは材質選定が重要
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液冷サーバーでは、ホースは単なる「水を通すゴム管」ではありません。
確認しなければならないのは、
冷却液との化学適合性
使用温度
使用圧力
曲げ半径
長期耐久性
透過性
清浄度
難燃性
QDとの接続方法
です。
OCP UQD V2仕様では、ホースバーブ接続について補強EPDMホースを想定した記載もあります。
Parkerもデータセンターなど電子機器冷却向けのThermal Management HoseとしてEPDM系を含む複数のホースシリーズを展開しています。
ただし、
「EPDMなら液冷に使える」
と単純化してはいけません。
添加剤、温度、濃度、圧力、継手形状などによって適合性は変わるため、最終的には使用する冷却液と部品メーカー双方の適合確認が必要です。
冷却液は熱性能だけで選べない
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Direct-to-Chip液冷では、水系や水・グリコール系の冷却液が利用されます。
OCPの2026年のCooling Environments関連公開資料では、プロピレングリコール系熱媒体のガイドラインも公開されています。
OCP Marketplaceには、25％プロピレングリコールをベースとするDOWFROST LCも掲載され、銅系部品などの腐食保護を意識した冷却液として説明されています。
重要なのは、熱伝導率や比熱だけではありません。
冷却液は、
銅
ステンレス
アルミ
ゴム
樹脂
シール材
ろう材
表面処理
など、流路内のすべての接液材料と関係します。
冷却液で見る項目
熱容量
粘度
凍結温度
腐食性
pH
導電率
微生物
材料適合性
添加剤
寿命
補充方法
分析・管理方法
です。
冷却液を変更すると、ポンプやホース、シール、コールドプレートまで影響する可能性があります。
そのため「冷却液だけを別調達する」のではなく、TCS全体の接液材料を一つの組み合わせとして評価する必要があります。
ポンプ・フィルター・センサー・シールも重要になる
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液冷の主役として名前が出やすいのはCDUとコールドプレートですが、実際の安定運転では周辺部品が重要です。
ポンプ
冷却液を循環させます。
確認項目は、
流量
揚程
効率
N+1などの冗長性
寿命
保守交換性
です。
フィルター
異物がコールドプレートの細い流路へ入ることを防ぎます。
ただしフィルター自体も圧力損失を発生させるため、ろ過性能だけでなく差圧管理が必要です。
センサー
代表的には、
温度
流量
圧力
液位
漏液
などです。
ニデックが2026年に発表した300kW In-Rack CDUでも、温度、圧力、流量、液位、漏水監視が示されています。
シール・Oリング
QD、バルブ、ポンプ、配管接続部など、多数の場所で使用されます。
一つ一つの単価はシステム全体と比べれば小さくても、漏れが発生すればサーバーへ影響するため、重要度は高い部品です。
液冷部品で起こりやすい問題を整理
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環境・取引先調査・補助金対応資料セット
液冷部品を見るときは、部品名だけでなく「何が壊れるか」から逆算すると理解しやすくなります。
| 問題 | 関係する部品 | 確認ポイント |
|---|---|---|
| 冷えない | コールドプレート、ポンプ | 熱抵抗、流量 |
| 流量不足 | QD、ホース、フィルター | 圧力損失 |
| 液漏れ | QD、シール、ホース | 耐圧、材料、組立 |
| 流量偏り | マニフォールド | 流路設計 |
| 腐食 | 冷却液、金属部品 | 接液材料 |
| 目詰まり | フィルター、コールドプレート | 清浄度 |
| ポンプ停止 | CDU | 冗長化 |
| 異常発見遅れ | センサー | 監視項目 |
| 保守困難 | QD、配置設計 | 交換性 |
ここで分かるのは、
高性能コールドプレートだけ作れば良い
という市場ではないことです。
熱性能、流体性能、材料、接続、監視、保守を一つのシステムとして成立させる必要があります。
液冷BOMから製造業の営業機会を探す
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AIサーバー液冷へ参入するとき、完成CDUを作れる企業だけが対象ではありません。
自社技術をBOMへ当てはめる方が現実的です。
| 自社技術 | 液冷で狙える領域 |
|---|---|
| 銅・アルミ加工 | コールドプレート |
| CNC精密加工 | コールドプレート、マニフォールド |
| ろう付け・溶接 | コールドプレート、熱交換器 |
| ステンレス加工 | QD、配管、マニフォールド |
| ゴム・樹脂 | ホース、シール |
| 精密ばね | QD、バルブ |
| ポンプ | CDU |
| 熱交換器 | CDU |
| フィルター | CDU・TCS |
| センサー | CDU、ラック |
| 水処理・薬品 | 冷却液管理 |
| リーク検査 | QD、コールドプレート、配管 |
| 制御機器 | CDU |
この見方をすると、
AIサーバーを作った経験がない
ことと、
AIサーバー液冷市場へ参入できない
ことは同じではありません。
自動車用熱交換器。
産業機械用ホース。
半導体装置向け流体制御。
油圧用継手。
水処理。
精密加工。
これらの既存技術と液冷BOMの要求仕様が重なる可能性があります。
ただし、データセンター向けの信頼性、材料適合、清浄度、漏液、長期寿命などの要求を満たせるかは別途確認が必要です。
RFQ・調達時に最低限確認したい項目
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液冷部品を調達するときは、「図面をください」だけでは情報が不足する可能性があります。
最低限、以下を整理すると仕様確認を進めやすくなります。
| 分類 | 確認内容 |
|---|---|
| 冷却液 | 種類・濃度・添加剤 |
| 温度 | 入口・出口・最大・保管 |
| 流量 | 通常・最大 |
| 圧力 | 使用圧力・耐圧 |
| 圧力損失 | 許容ΔP |
| 材料 | 全接液材料 |
| 接続 | QD・ねじ・ホース径 |
| 漏れ | 許容漏れ量 |
| 清浄度 | 異物・洗浄条件 |
| 寿命 | 時間・挿抜回数 |
| 試験 | リーク・耐圧・熱性能 |
| 保守 | 交換方法 |
| 数量 | 試作・量産数量 |
| 規格 | OCP等の要求 |
| トレーサビリティ | 材料・ロット管理 |
特に重要なのは、
使用冷却液
接液材料
温度
圧力
流量
圧力損失
の6項目です。
この条件が曖昧な状態で個々の部品だけを選ぶと、後から材料変更や設計変更が必要になる可能性があります。
FAQ
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鉛フリーはんだ市場2027-2030
AIサーバー液冷で最も重要な部品はCDUですか？
一つには決められません。
CDUが高性能でも、コールドプレートの熱抵抗やQD・ホースの圧力損失、冷却液との材料適合に問題があればシステム全体は成立しません。
QDとUQDは何が違いますか？
QDはQuick Disconnectという一般的な部品分類です。
UQDはOCPでインターフェースなどの標準化が進められているUniversal Quick Disconnectを指します。
液冷サーバーでは水道水をそのまま使えますか？
冷却システムの仕様を確認せず水道水をそのまま使うと判断するのは適切ではありません。
腐食、導電率、添加剤、接液材料などを含め、CDU・サーバー・冷却液メーカーが指定する水質・流体条件を確認する必要があります。
コールドプレートは銅製ですか？
銅は高い熱伝導性から代表的な材料ですが、構造や用途によって材料構成は異なります。
ベース材だけでなく、カバー、ろう材、表面処理、継手などを含めて接液材料を確認する必要があります。
液冷になればファンは不要になりますか？
必ずしも不要にはなりません。
NVIDIAのGB200系でも液冷対象と空冷対象が併存するハイブリッド構成があります。
日本企業でも液冷市場に参入できますか？
可能性はあります。
ニデックはCDU、QD、マニフォールドなどを液冷ソリューションとして展開しており、2026年にも新しいCDU開発を発表しています。
一方、新規参入企業の場合は完成システムを狙うより、既存の加工・流体・材料技術と液冷BOMを照合する方が検討しやすくなります。
液冷部品を営業するならデータセンター事業者へ行けばよいですか？
必ずしもそうではありません。
コールドプレート、QD、ホースであればサーバーOEM・ODMや液冷システムメーカー、CDU内部部品であればCDUメーカーなど、部品によって仕様決定者と購買者が異なります。
まとめ
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AIサーバー液冷を理解するときに覚えておきたいポイントは5つです。
- Direct-to-Chip液冷は、コールドプレートからCDUまで続く一つの流体回路である。
- CDU、コールドプレート、QD、ホースだけでなく、ポンプ、フィルター、センサー、シール、冷却液まで重要になる。
- 部品選定では冷却能力だけでなく、流量、圧力損失、漏液、材料適合性を見る。
- 2026年にはOCPでUQD V2、コールドプレート試験、冷却液などの標準化がさらに進んでいる。
- 製造業が参入する場合は、液冷装置全体ではなく、自社技術と液冷BOMの接点から探す方法が現実的である。
自社で次に確認したいのは、
「AIデータセンター市場へ参入できるか」
という大きな質問ではありません。
自社の加工、材料、部品、設備が、
コールドプレート
QD
ホース
マニフォールド
CDU内部部品
冷却液管理
試験・検査
のどこへ入る可能性があるのかを一つずつ確認することです。
そこまで分解すると、AIサーバー液冷という大きな市場を、具体的な営業先・調達先・新規事業候補へ変えやすくなります。
AIデータセンター液冷市場を企業・案件・営業先まで調べたい方へ
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この記事では液冷を構成する部品と選定ポイントを中心に整理しました。
さらに、
国内外の液冷関連企業
国内データセンター案件
CDU・コールドプレート・QD・ホース・冷却液のサプライチェーン
仕様決定者と購買者
営業先
RFQ確認項目
参入可能な部品・工程
まで調べたい場合は、製造業サプライチェーン研究所の「AIデータセンター液冷市場・サプライチェーン2027-2030」が最も今回の記事に適しています。
PDF150ページに加え、企業一覧、国内案件、市場数値、計算例、RFQ確認票、出典・改訂を収録したExcelが付属しています。
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