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데이터센터 액체냉각 시장, 10년 안에 6배 커진다
데이터센터 액체냉각 시장, 10년 안에 6배 커진다 / AI 이미지
[투데이에너지 임자성 기자] AI 데이터센터 냉각이 새로운 거대 시장으로 부상하고 있다. 복수의 글로벌 시장조사기관이 7월 잇따라 발간한 보고서들에 따르면 전 세계 AI 데이터센터 액체냉각 시장은 2025년 약 32~48억 달러(약 4조 4,000억~6조 6,000억 원)에서 2035년 약 178~444억 달러(약 24조~61조 원)로 성장할 전망이다. 기관마다 수치가 다르지만 방향은 하나다. 10년 안에 시장이 최소 4배에서 최대 10배 이상 커진다. AI 칩의 열 밀도가 공랭식의 물리적 한계를 넘어서면서 액체냉각이 선택이 아닌 필수 인프라가 됐기 때문이다.
시장 크기
InsightAce Analytic은 7월 보고서에서 글로벌 AI 데이터센터 액체냉각 시장이 2025년 33억 9,000만 달러에서 2035년 232억 3,000만 달러로 연평균 21.2% 성장할 것으로 전망했다. 같은 달 Global Market Insights는 2025년 48억 달러에서 2035년 271억 달러(CAGR 18.2%)로, Precedence Research는 2025년 46억 8,000만 달러에서 2035년 258억 달러(CAGR 18.6%)로 전망했다. 기관마다 시장 정의 범위와 집계 방식이 달라 수치 편차가 존재하지만, 공통적으로 연평균 16~25%의 고성장을 예측한다. 2021년 액체냉각 도입률이 약 3%에 불과했던 것이 2026년에는 약 37%로 급상승했다는 추정도 나온다.
왜 지금인가
시장 성장의 핵심 동인은 AI 칩의 전력 밀도 급증이다. 랙당 전력이 30~50kW를 초과하면 액체냉각이 필요해지고, 100kW 이상에서는 사실상 유일한 현실적 해법이 된다. 엔비디아 Vera Rubin 서버의 랙당 전력 밀도는 200kW를 초과한다. 각 보고서들은 AI 데이터센터 운영자들이 지금 액체냉각을 도입하지 않으면 열적 병목, 전력 비용 상승, 랙 활용 효율 저하, AI 컴퓨팅 확장 제약이라는 네 가지 위험에 동시에 노출된다고 경고했다. Future Market Insights는 5월 보고서에서 "열관리 실패는 인프라 제약으로 이어지며, 이는 AI 경쟁에서 뒤처지는 직접적 원인이 된다"고 분석했다.
기술 지형
2026년 기준 냉각 기술 세그먼트에서 직접칩냉각(DTC)이 약 47%로 가장 큰 비중을 차지한다. GPU 클러스터의 정밀 열관리 수요가 가장 크기 때문이다. 액침냉각은 PUE 1.02~1.05로 에너지 효율이 가장 높지만 초기 투자비가 kW당 4,500~6,800달러로 높다. 직접칩냉각은 PUE 1.15~1.30이며 kW당 6,000~9,500달러다. 공랭식(후면도어 열교환기 포함)은 kW당 5,500~8,500달러다. 하이퍼스케일 AI 데이터센터가 전체 시장의 55%를 차지할 것으로 전망된다. 냉각수 분배장치(CDU)·콜드플레이트·매니폴드·유전체 유체·센서·통합 서비스 등 관련 기자재 전반이 동반 성장한다.
시장 강자
Global Market Insights의 2025년 기준 데이터에 따르면 버티브(Vertiv)가 11.3% 이상의 시장 점유율로 선두를 유지하고 있다. 상위 5개사(버티브·슈나이더 일렉트릭·리탈·STULZ·Boyd)가 전체 시장의 약 35%를 점유한다. 여기에 미쓰비시 일렉트릭·미쓰비시 중공업·트레인 테크놀로지스·GE 어플라이언스 등 기존 HVAC 대기업들과 Solstice·Submer Technologies 등 신생 전문기업들이 가세하면서 경쟁이 더욱 치열해지고 있다. 2030년 이후에는 대형 AI 클러스터 확산, 하이퍼스케일러의 설비 투자 증가, 액침냉각 기술 도입 확대, 지속가능성 규제 강화가 2차 성장 동력으로 작용할 것으로 전망된다.
국내 기자재 업계에 의미하는 것
이 보고서들이 공통적으로 강조하는 것은 성장의 속도다. 연평균 16~25%라는 수치는 시장이 성숙하기 전에 공급망에 진입한 기업과 그렇지 못한 기업의 격차가 빠르게 벌어질 수 있음을 시사한다. 글로벌 시장에서 버티브·슈나이더 같은 대기업들이 이미 점유율을 선점하고 있고 미쓰비시·트레인 등 전통 HVAC 기업들이 데이터센터 냉각으로 피벗하는 흐름 속에서 국내 CDU·콜드플레이트·매니폴드·유전체 유체 관련 기업들이 글로벌 인증 취득과 공급 실적 구축을 어떻게 추진하느냐가 향후 시장 참여 폭을 결정하는 변수가 될 것으로 보인다.
[용어 설명]
직접칩냉각 (Direct-to-Chip Cooling, DTC·D2C) : GPU·CPU 등 발열 칩 표면에 직접 장착된 콜드플레이트에 냉각수를 흘려 열을 흡수하는 방식.
액침냉각 (Immersion Cooling) : 서버 전체 또는 일부를 비전도성 유전체 유체에 완전히 담가 냉각하는 방식.
CDU (Coolant Distribution Unit, 냉각분배장치) : 데이터센터 내 냉각수의 압력·온도·유량을 조절하고 각 서버 랙에 분배하는 핵심 기자재.
콜드플레이트 (Cold Plate) : GPU·CPU 등 발열 칩 표면에 직접 밀착 장착되는 금속 냉각판.
PUE (Power Usage Effectiveness, 전력 사용 효율) : 데이터센터 전체 소비 전력을 IT 장비 소비 전력으로 나눈 값.
유전체 유체 (Dielectric Fluid) : 전기가 통하지 않는 비전도성 냉각 액체.