L'augmentation des charges de travail de l'intelligence artificielle dépasse les capacités de refroidissement brutes traditionnelles sur le marché du refroidissement des centres de données, ce qui entraîne l'émergence d'approches avancées telles que l'immersion dans l'eau et le refroidissement liquide par air libre directement sur la puce. Dans certaines installations hyperscale de nouvelle génération, plus de 6 mégawatts de mécanismes de réutilisation de la chaleur sont intégrés pour canaliser la chaleur récupérée vers les réseaux de chauffage urbain. Les installations à haute densité qui hébergent des charges de travail d'intelligence artificielle ont tendance à utiliser des systèmes refroidis par eau, sinon elles ne peuvent pas gérer la charge thermique supérieure à 40 kW par rack. Plusieurs pays mettent en œuvre des projets pilotes avec des approches basées sur les réfrigérants pour les centres de données de pointe, couvrant une capacité thermique de 2 gigawatts. Des progrès continus dans le contrôle de la température et de l’humidité peuvent être observés avec l’intégration de l’IA dans la gestion des centres de données.

Les exigences plus élevées en matière de solutions de refroidissement sur le marché du refroidissement des centres de données sont attribuées à un certain nombre de facteurs. La consommation accrue de services cloud, la charge de travail croissante basée sur l'IA et la progression des projets de transition numérique sont les facteurs qui stimulent la mise à niveau et l'expansion des des centres de données . La disponibilité de technologies plus économes en énergie et les programmes gouvernementaux améliorés en faveur des infrastructures vertes augmentent également leur adoption. L'accent est mis sur la durabilité des opérateurs en matière de réduction des coûts opérationnels et d'exigences réglementaires, ce qui incite à des innovations telles que les boucles d'eau glacée et le refroidissement par évaporation. Le déplacement des charges de travail vers des sites hors site par les entreprises augmente la demande d'installations de colocation et de cloud, faisant du marché du refroidissement des centres de données une cible attrayante pour l'investissement, la recherche et l'innovation en matière de conception.

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Dynamique du marché 

Pilote : Les densités croissantes de serveurs exigent des infrastructures de refroidissement plus robustes et plus efficaces.

Le contrôle de la température devient la priorité absolue dans presque tous les centres de données du monde. En effet, les derniers serveurs d’intelligence artificielle et de calcul haute performance (HPC) déployés ont des exigences très élevées en matière de capacité de refroidissement. Allant de 25 kW à 50 kW par rack, de nombreux centres de données repoussent les limites des systèmes de refroidissement. Cette augmentation soudaine de la production de chaleur explique la croissance du marché mondial du refroidissement des centres de données de 10,18 milliards de dollars en 2024. De nombreuses perspectives du secteur estiment que les déploiements imminents basés sur l'immersion atteindraient des densités de rack supérieures à 100 kW d'ici 2024. Les systèmes d'immersion bouleversent également les grandes capacités de l'IA. besoin de densités de racks plus élevées. Cette pression de croissance se reflète également dans l’essor de la construction informatique, avec plus de 80 sites de centres de données hyperscale activement envisagés à l’échelle internationale. Simultanément, l’évolution vers l’installation de capteurs dans plus de 200 centres de données majeurs s’est accélérée, car les opérateurs anticipent de plus grands défis dans la gestion de la température, de l’humidité et du flux d’air dans les centres de données hébergeant des équipements critiques.

Il est nécessaire de mettre en œuvre des stratégies inventives qui améliorent les cadres appropriés en fonction de l’ampleur de la croissance future de la gestion thermique du marché du refroidissement des centres de données à haute densité. L'immersion liquide, par exemple, nécessite des stratégies d'évacuation de la chaleur suffisantes pour pouvoir répondre aux plus grandes densités de serveurs. Cela signifie que dans des environnements de centres de données ultra-denses, le marché du refroidissement des centres de données peut dépasser 46,6 milliards de dollars d'ici 2032. La deuxième approche la plus directe pour gérer thermiquement les systèmes refroidis par immersion liquide implique le refroidissement direct sur puce qui a déjà été utilisé dans une gamme des projets initiaux et s'avère efficace sur une base similaire. De plus, avec l'augmentation de la demande d'appareils HPC, le besoin d'installations de refroidissement sur mesure et haut de gamme de la part des fournisseurs de centres de données a augmenté, la moyenne dépassant 2 millions de dollars américains. pour les seules installations HPC. Par la suite, la refonte des installations thermiques pour les systèmes de refroidissement orientés densité marque la nouvelle forme des centres de données ainsi qu'une gestion thermique optimale de l'ensemble du standard opérationnel.

Tendance : mise en œuvre de techniques d'immersion dans des liquides pour améliorer considérablement les performances de refroidissement

La technique de refroidissement par immersion s’est avérée être une technologie importante pour le marché du refroidissement des centres de données à l’ère moderne. Les utilisateurs ont commencé à signaler que l'immersion de serveurs ou de composants entiers dans des fluides diélectriques spécialement conçus est bien plus efficace pour éliminer les points chauds que l'utilisation de méthodes de refroidissement par air. En 2023, la valeur totale du segment plus vaste qui comprend le refroidissement liquide sous la forme de méthodes de refroidissement direct sur puce et d'immersion s'élève à environ 3,80 milliards de dollars américains. Certains plans industriels montrent que la prochaine génération de solutions d'immersion prendra en charge les processeurs sur la feuille de route pour plus de 1 000 W par puce, ce qui serait significatif pour l'année 2024. Cette capacité améliorée offre aux centres de données la possibilité d'effectuer des tâches d'IA avec de très grandes capacités. signatures thermiques, en particulier celles associées aux tâches d’apprentissage profond. Il existe également un vif intérêt pour le refroidissement par immersion dans les secteurs de l’extraction de cryptomonnaies et des serveurs blockchain, où un certain nombre d’opérateurs ont dépensé plus de 10 millions de dollars américains en mises à niveau technologiques par immersion.

En plus des améliorations opérationnelles, les systèmes offrent également de nombreux avantages opérationnels, notamment la réduction des besoins de maintenance et l'option de recyclage de la chaleur. Selon une étude de marché récente, les investissements cumulés dans les déploiements par immersion liquide sur le marché du refroidissement des centres de données pourraient dépasser 11 milliards de dollars d'ici 2033, ce qui montre un grand intérêt de la part des fournisseurs hyperscale et de colocation. En Asie et en Amérique du Nord, les capacités des opérateurs de centres de données affirment que les technologies d'immersion peuvent éliminer des dizaines de kilowatts de chaleur par rack, indispensables aux clusters HPC denses. Dans la technologie d’hyperconcentration qui favorise la croissance, le refroidissement par immersion est considéré comme un élément important car il permet de réduire les éléments mécaniques. Les centres de données chinois équipés d'unités de refroidissement coûtent jusqu'à 1 million de dollars par an à exploiter, et de nombreuses installations ont commencé à utiliser le refroidissement par immersion, ce qui signifie qu'elles n'ont pas besoin de grandes unités. 

Défi : équilibrer la densité de puissance et les limites du domaine complique les stratégies de gestion thermique

L'expansion urbaine entraîne une réduction de la superficie des centres de données, ce qui pose le problème pour les opérateurs de centres de données d'être confrontés à la demande de regrouper davantage de puissance de calcul dans un espace plus petit. Cependant, cela met davantage de pression sur le marché du refroidissement des centres de données. Cette préoccupation est particulièrement accentuée dans les grandes villes comme celles des États-Unis, où elles peuvent facturer jusqu'à 1 000 $ le pied carré pour un prêt hypothécaire. La densité plus élevée dans les racks entraîne une émission de chaleur excessive avec laquelle les stratégies de gestion thermique courantes telles que les systèmes CVC ont tendance à avoir du mal. Des enquêtes récentes indiquent qu'en 2024, au moins 40 grandes installations métropolitaines prévoient des extensions là où la surface au sol est limitée, les obligeant à déployer de nouvelles topologies de refroidissement. Il existe de grandes installations situées à Tokyo et à Singapour où l'on teste des modules thermiques compacts capables de dépasser les besoins en chauffage jusqu'à 30 fois kW par rack. Certains opérateurs et entreprises de centres de données ont l'intention de limiter les contraintes de disponibilité de l'immobilier en répartissant la charge en différents endroits, mais en raison des espaces restreints, ils auraient toujours besoin d'options de refroidissement puissantes.

Le lien entre densité et espace pose des défis d’ingénierie qui pourraient augmenter considérablement les coûts totaux de possession. Les experts affirment qu'environ 75 centres de données dans le monde sont actuellement en train de repenser leur agencement pour améliorer les voies de circulation de l'air tout en conservant la même empreinte au sol. Quelques-uns de ces projets sur le marché du refroidissement des centres de données ont dépensé environ 2 à 3 millions de dollars en tuyauterie personnalisée pour les nouveaux systèmes de refroidissement liquide avancés. Les centres urbains colocalisés, en particulier ceux qui fournissent des services cloud, ont tendance à perdre beaucoup de temps et d'efforts à essayer de trouver des moyens d'équilibrer la hauteur verticale des racks et le flux d'air horizontal. Il existe d'autres approches pour résoudre ces problèmes spatiaux, telles que le refroidissement liquide direct ou les configurations basées sur l'immersion, qui sont désormais plus largement utilisées car elles offrent des solutions plus efficaces pour les espaces plus restreints qui doivent gérer des densités thermiques plus élevées. Dans l’ensemble, la lutte pour atteindre les limites du domaine avec une densité de puissance élevée souligne la nécessité de meilleures conceptions de gestion thermique qui tiennent compte de l’architecture du bâtiment, des systèmes de refroidissement et de l’analyse prédictive pour garantir le maintien de la stabilité opérationnelle.

Analyse segmentaire 

Par composant 

Selon les composants, le segment des solutions restera l'actionnaire dominant sur le marché du refroidissement des centres de données avec plus de 61 % de part des revenus. À cet égard, diverses solutions de refroidissement telles que les unités de climatisation, les systèmes de refroidissement, les solutions de refroidissement liquide, les tours de refroidissement, les économiseurs et les systèmes de contrôle restent des éléments clés de la gestion thermique des centres de données. Ceux-ci répondent à un large éventail de besoins en refroidissement, depuis les salles de serveurs jusqu'aux installations hyperscale et périphériques. Ces composants représentent plus de 61 % du coût total du refroidissement des centres de données, puisque chaque solution offre une solution de thermorégulation unique pour différents ensembles de demandes de charge de travail. Le marché des systèmes de refroidissement utilisés dans les centres de données reflète les systèmes de maintenance à grande échelle requis pour faire face aux charges thermiques élevées des environnements actuels. Le secteur a dépensé 3,80 milliards de dollars américains en offres de refroidissement liquide en 2023, principalement en raison de la forte pénétration de l'IA et du HPC. Plusieurs centres hyperscale ont commencé à déployer des refroidisseurs et des systèmes de contrôle massifs d'une valeur de 3,80 milliards de dollars pour répondre à de nouvelles références en matière de densité de racks. Les refroidisseurs intégrés aux systèmes économiseurs permettent aux opérateurs de centres situés dans des zones chaudes telles que certaines régions d'Amérique latine et d'Asie d'installer ces systèmes pour plus de 5 millions de dollars américains.

L'électronique et les systèmes de contrôle sont étroitement liés et les systèmes de contrôle aident à connecter ces appareils disparates, employant fréquemment des applications avancées pour réguler le flux d'air, les températures et l'humidité à l'échelle du campus. Les plus grandes installations de centres de données ont signalé que des zones de refroidissement mécanique de plus de 30 000 pieds carrés avaient déjà été installées. Ainsi, même un simple coup d’œil aux études de marché sur le refroidissement des centres de données montre qu’une somme d’argent impressionnante a été consacrée à ces systèmes. Il s’ensuit que les unités de refroidissement avancées pourraient valoir plus d’un million de dollars chacune dans des emplacements dotés d’une conception à grande échelle. Les tours de refroidissement, en revanche, sont utilisées comme dispositifs de rejet de chaleur pour les systèmes refroidis par eau qui entraînent des arbres puissants. Mais les systèmes de climatisation restent l'option privilégiée dans les petits environnements, où certains opérateurs acquièrent des systèmes pour plus de 50 nouveaux centres de données périphériques chaque année.

Par type de centre de données 

En fonction du type de centre de données, le niveau 2 représente 36,5 % du marché du refroidissement des centres de données en raison de la fusion de densités de serveurs croissantes et du besoin croissant d'une infrastructure numérique fiable. En 2023, il y avait plus de 4 700 centres de données de niveau 2, offrant un total d'environ 260 millions de pieds carrés de surface opérationnelle. Ces sites disposent également de systèmes avancés de gestion du flux d'air pour atténuer les restrictions élevées en matière de chocs et de températures pour certaines extensions, un seul projet fournissant 15 mégawatts de puissance supplémentaires. De plus, les opérateurs normaux investissent près de douze milliards de dollars par an dans des équipements tels que des boucles d'eau glacée et des systèmes de traitement d'air modulaires qui réduisent à un montant raisonnable les temps d'arrêt dus à la chaleur sur les serveurs critiques. La densité moyenne des racks dans certaines zones a atteint 9 kW par rack, ce qui indique une augmentation de la planification de charges de données plus importantes au niveau intermédiaire.

Un facteur important derrière la domination de la demande de refroidissement des centres de données de niveau 2 est le rôle spécifique des offres de niveau 2 dans l’écosystème de refroidissement des centres de données. Ces installations s'adressent généralement à un large éventail de clients – des institutions gouvernementales aux entreprises cloud – et nécessitent donc des solutions horizontales et verticales pour une disponibilité maximale. En outre, les solutions auto-adaptatives qui répondent aux exigences des régions de rythme encouragent des conceptions plus économes en énergie, ce qui a conduit à l'adoption d'armoires de refroidissement adiabatique et de systèmes avancés de surveillance de la température en temps réel dans les centres de données. Les fonctionnalités des systèmes de refroidissement spécifiques aux charges de travail de milieu de gamme ainsi que les approches de redondance à un prix raisonnable ont transformé les sites de niveau 2 en des endroits où les organisations dont les exigences de performances sont devenues de plus en plus strictes sont prêtes à dépenser de l'argent. Dans de nombreux cas, les développeurs de niveau 2 travaillent avec des fabricants spécialisés dans les équipements CVC qui conçoivent des améliorations des refroidisseurs et des échangeurs de chaleur afin que les nouveaux halls améliorent le PUE. Avec des besoins croissants en matière de stockage de données et des tâches informatiques de plus en plus exigeantes, les centres de données de niveau 2 sont en mesure de maintenir leur domination sur le marché mondial du refroidissement des centres de données tout en continuant à améliorer et à diversifier leurs stratégies de gestion thermique pour répondre aux différents besoins des clients.

Par industrie

L'expansion du marché mondial du refroidissement des centres de données est fortement influencée par le secteur informatique et des télécommunications, qui stimule la demande de solutions de refroidissement innovantes. La part détenue par ce secteur était proche d'environ 24,9 % en 2024. Ces opérateurs possèdent ensemble environ 450 millions de pieds carrés de centres de données qui vont des concepts d'entreprise de base aux fonctions de travail avancées du réseau. De nombreuses entreprises de télécommunications et technologiques disposent de grandes installations dépassant 5 millions de pieds carrés et nécessitent fréquemment plus de 30 mégawatts d’électricité pour le déploiement énergétique de la 5G parallèlement aux services de support cloud. En raison de cette forte croissance, le domaine de la gestion thermique connaît une croissance constante. Dans l’un des principaux campus, on peut affirmer à juste titre que plus de 25 millions de dollars américains ont été consacrés à la mise à niveau avancée du système de refroidissement en 2023.

La recherche constante par l'industrie d'une connectivité mondiale fiable, aidée par une capacité de calcul massive, est la principale raison de l'augmentation de la demande sur le marché du refroidissement des centres de données. La fourniture de services cloud hyperscale déployés au niveau régional, la consommation de données mobiles et les plateformes de streaming ont permis le déploiement de matériel avancé dans le cadre de réglementations restrictives. Cet élan pousse les opérateurs à adopter des stratégies de refroidissement de nouvelle génération, telles que le refroidissement liquide directement sur puce ou les systèmes à eau réfrigérée à l'échelle industrielle, tout en atteignant les objectifs de durabilité dans divers climats. En fin de compte, l'expansion inébranlable du secteur de l'informatique et des télécommunications souligne son rôle crucial dans le façonnement non seulement de l'infrastructure numérique, mais également de la manière dont les centres de données gèrent la dissipation thermique, stimulant ainsi l'innovation et les investissements dans les technologies de refroidissement sur tous les continents.

Par type de refroidissement 

Avec une part de marché de plus de 62,6 %, les solutions de refroidissement en salle occupent une part dominante dans l’écosystème du marché du refroidissement des centres de données. Les exploitants de centres utilisent ces solutions pour obtenir des conditions thermiques optimales tout en assurant la gestion des conditions. Selon les dernières évaluations du marché, il existe plus de 3 000 projets dédiés au refroidissement des centres de données dans lesquels des systèmes de climatisation de salles informatiques ont été mis en œuvre. Ceci est fait pour garantir la stabilité de la température et de l’humidité requise pour des performances optimales de l’infrastructure du serveur. Selon de nombreux opérateurs de grande taille, les unités peuvent coûter environ 18 000 USD chacune en fonction de diverses fonctionnalités personnalisées pour répondre aux besoins, telles que des capteurs embarqués et des contrôleurs de vitesse variable. 

L’un des principaux avantages des systèmes de refroidissement en salle est leur capacité à répondre aux exigences changeantes de l’informatique. Certains fabricants sur le marché du refroidissement des centres de données ont enregistré des moyennes d'efficacité énergétique d'environ 1,60 pour leurs installations les plus récentes, faisant ainsi de cette tendance du marché une option idéale à poursuivre pour les centres de données à la recherche de services moins coûteux et hautement fiables. Au cours du dernier exercice financier, un opérateur mondial a pu éviter environ 800 incidents de temps d'arrêt des systèmes liés à la chaleur simplement en remplaçant les anciens refroidisseurs de pièces par des systèmes de refroidisseurs de pièces modernes. De tels déploiements sont souvent compatibles avec les systèmes de contrôle existants, leur permettant de mesurer les facteurs environnementaux en temps réel et d'effectuer des changements dynamiques lorsque la température du rack devient trop élevée. Les exploitants d'installations sont en mesure de gérer les problèmes critiques de climatisation, qui nécessiteraient des rénovations coûteuses dans les sites plus anciens, en garantissant une bonne répartition de l'air froid autour des racks informatiques. Alors que l'industrie des centres de données continue d'exiger des charges informatiques de plus en plus élevées, il ne fait aucun doute que les technologies de refroidissement en salle continueront à connaître le type d'améliorations nécessaires pour garantir qu'elles restent une technologie de refroidissement de base non seulement dans les constructions établies mais également dans les plus récentes.

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Analyse régionale 

L'Amérique du Nord reste le plus grand hôte du marché du refroidissement des centres de données, avec une part de marché la plus récente fixée à 39,41 %. Cela peut être attribué à l'infrastructure technologique et de communication bien développée ainsi qu'à la présence de nombreuses entreprises technologiques dans cette région. Les États-Unis constituent le plus grand marché unique en raison de la capacité donnée des fournisseurs de centres de données à grande échelle et de colocalisation qui se développent dans des régions comme la Virginie, le Texas et la Californie. En 2023, les centres de données situés en Amérique du Nord devraient consommer jusqu'à 7,4 gigawatts, soit une augmentation de près de 2,5 gigawatts par rapport à 2022, dont une grande partie est utilisée pour refroidir les systèmes. Ces chiffres sont assez élevés par rapport à ceux de CoreSite, car ils ne possèdent que 28 centres de données avec une capacité électrique combinée de 253,1 mégawatts et 38 134 connexions croisées. Cependant, ils disposent toujours d’environ 3,6 millions de pieds carrés nets louables. En regardant les données sous un angle différent, l’électricité des foyers nord-américains consommée par ces structures pourrait alimenter environ 6 482 400 foyers. 

De nombreux éléments déterminent et préservent cette domination. D’importantes réserves de capital, un paysage dynamique de fusions et acquisitions et des pratiques juridiques efficaces favorisent la domination de l’innovation aux États-Unis et sur les marchés canadiens. Les marchés nord-américains du refroidissement des centres de données ont l’habitude d’investir et de construire de nouvelles installations, dotées d’une énergie fiable et peu coûteuse, attirant encore plus d’entreprises. Cela est particulièrement vrai dans des régions comme le Texas, où le coût du kilowattheure est inférieur à 0,05 USD. Investir dans des coûts de refroidissement inférieurs dans les régions où les températures sont plus froides augmente la rentabilité de ces investissements. Vertiv, Stulz GmbH, Schneider Electric et Rittal sont des noms notables qui ont développé des systèmes de refroidissement pouvant fonctionner dans des racks à plus haute densité et sont actuellement utilisés dans des centres de données écologiques. Les États-Unis disposent d’un vaste territoire et de réseaux de fibre optique avancés, ce qui en fait le plus grand contributeur à la capacité nord-américaine. Ces progrès, ainsi que la demande croissante de services basés sur le cloud, de charges de travail d'IA et d'informatique de pointe, suggèrent que le riche environnement de recherche de la région et les progrès continus en matière de technologie de refroidissement l'aideront à rester un leader sur le marché mondial du refroidissement des centres de données. années à venir.

Principaux acteurs du marché du refroidissement des centres de données 

• Asetek Inc.
• Coolcentrique
• Daikin Industries Ltée
• Refroidissement de la révolution verte
• Glacéotope
• Johnson Controls International PLC
• Solutions de refroidissement liquide inc.
• LiquidStack
• Société électrique Mitsubishi
• Groupe Munters AB.
• Nortek Air Solutions
• Parker Hannifin
• Rittal GmbH & Co. KG
• Schneider Electric SE
• SPX Technologies de refroidissement, Inc.
• STULZ GMBH
• Telx Holdings, Inc. (Digital Realty Trust, Inc.)
• Vertiv Co.
• Autres acteurs éminents

Aperçu de la segmentation du marché

Par composant

• Solution
  • Climatisation
  • Unités de refroidissement
  • Tours de refroidissement
  • Systèmes économiseurs
  • Systèmes de refroidissement liquide
  • Systèmes de contrôle
  • Autres
• Services
  • Consultant
  • Installation et déploiement
  • Entretien et assistance

Par type de centre de données

• Niveau 1
• Niveau 2
• Niveau 3
• Niveau 4

Par type de refroidissement

• Refroidissement par pièce
• Refroidissement par rangées/racks

Par industrie

• BFSI
• Informatique & Télécom
• Recherche et académique
• Gouvernement et défense
• Ventes au détail
• Énergie
• Fabrication
• Soins de santé
• Autres

Par région

• Amérique du Nord
  • Les États-Unis
  • Canada
  • Mexique
• Europe
  • Le Royaume-Uni
  • Allemagne
  • France
  • Italie
  • Russie
  • Espagne
  • Pologne
  • Reste de l'Europe
• Asie-Pacifique
  • Chine
  • Inde
  • Japon
  • Taïwan
  • Corée du Sud
  • Australie et Nouvelle-Zélande
  • ASEAN
  • Reste de l'Asie-Pacifique
• Amérique du Sud
  • Argentine
  • Brésil
  • Reste de l'Amérique du Sud
• Moyen-Orient et Afrique (MEA)
  • Émirats arabes unis
  • Arabie Saoudite
  • Afrique du Sud
  • Reste de la MEA