AIサーバー機構開発

高発熱AIサーバー向け液冷システムによる熱管理ソリューション

市場動向

Technavioの調査によると、AIデータセンター向け液冷市場は急速な成長段階にあり、その背景にはAIワークロードの増加、高い熱設計電力（TDP：Thermal Design Power）、およびラックあたりの電力密度向上があります。2025年から2030年にかけて、市場規模は約24.8億米ドル拡大すると予測され、年平均成長率（CAGR）は31.7％に達すると見込まれています。特に北米市場では、AIインフラへの積極的な投資やハイパースケールデータセンターの急速な展開により、引き続き主要な成長地域になると予測されています。液冷技術では、ダイレクト・ツー・チップ冷却（Direct-to-Chip Cold Plate Cooling） と ラックレベル・リアドア熱交換器（Rack-Level Rear-Door Heat Exchanger） が主要な成長技術として注目されています。これらの先進的な液冷技術は、高密度AIデータセンターにおける大規模な熱負荷への対応、システム信頼性の向上、省電力化、そして将来的な拡張性を実現するための重要な基盤となっています。

顧客およびプロジェクト背景

AI処理負荷の増大に伴い、サーバーラックの電力密度は急速に高まっており、熱管理は最新データセンターインフラにおける重要な技術課題となっています。欧米を拠点とするTier-One液冷およびAIサーバーソリューションプロバイダーは、高度な冷却コンセプトを信頼性と量産性を備えた製品へ展開するため、優れた機構設計パートナーを求めていました。Atemitechは、以下の技術力を評価され、本プロジェクトのパートナーとして選定されました。

• 機構設計最適化能力
• 熱設計・熱統合技術
• 製造プロセス改善能力

Atemitechの技術力

本プロジェクトの中心となったのは、Atemitech独自の Co-Work共同開発モデルです。Atemitechの機構エンジニアは、顧客のR&Dチームと密接に連携し、製品開発初期段階から量産導入まで一貫した技術支援を提供しました。単なる設計図に基づく製造ではなく、

• 機構統合設計
• 構造最適化
• 設計改善
• 製造性設計（DFM：Design for Manufacturability）

に積極的に関与することで、Atemitechは単なる製造サプライヤーではなく、次世代AIサーバー向け液冷システムを共に開発するコ・エンジニアリングパートナーとして価値を提供しました。

課題：AIサーバーの高熱負荷への対応

AIサーバーの高性能化に伴い、熱管理と機構信頼性の確保は重要な課題となっています。顧客は、高い冷却性能を実現しながら、

• 構造強度
• メンテナンス性
• 製造効率

を両立できる液冷システムを必要としていました。Atemitechは、構造最適化、材料評価、エンジニアリング検証を通じて、性能と量産性を両立したソリューションを実現しました。

解決策：液冷システム設計の最適化

Atemitechは、AIサーバーと液冷リアドア熱交換器の機構統合設計を最適化し、ラックレベル液冷アーキテクチャを採用しました。

主な改善内容：

1. 液冷ポンプ支持構造の強化

80kgのポンプユニットを支えるため、荷重経路を再設計し、内部フレーム構造を最適化することで、構造強度と安定性を向上しました。

2. カスタムスライドレール機構の開発

ポンプ交換作業を容易にする専用スライドレール機構を開発し、メンテナンス時間とサービス停止時間を削減しました。

3. ベースプレート構造の軽量化

材料選定と構造設計を最適化することで、必要な強度を維持しながら、

·        システム重量削減

·        材料コスト低減

·        製造効率向上

を実現しました。

成果

本プロジェクトでは、以下の改善成果を達成しました。

·        製品加工精度および表面品質の向上

·        補強設計による構造信頼性向上

·        支持構造および組立工程の最適化

·        組立時間短縮と製造効率向上

さらに、Atemitechはロボット自動化製造プロセスを導入し、量産時の品質安定性と寸法精度向上を実現しました。

結論

AIサーバー市場がさらなる高電力密度化へ進む中、Atemitechは単なる機構部品サプライヤーではなく、顧客と共に技術課題を解決するコ・エンジニアリングパートナーとして貢献しました。機構設計、熱管理、製造技術、量産導入までを統合した総合的なエンジニアリング力により、Atemitechは複雑な熱および構造課題を、信頼性・量産性・拡張性を備えた次世代AIサーバー向け液冷ソリューションへと導きました。