AIブームの熱が生んだ「データセンターの熱」を冷ませ！ 攻めに出た日本企業が直面する「冷やす技術」のチャンスとリスク

　生成AI(人工知能)を支えるデータセンター(DC)の建設競争に、2つの逆風が吹き始めた。 　1つは、AI用半導体の高性能化に伴う発熱量の増大と、それを抑えるための運営コストの上昇。もう1つは、大量の電力消費に端を発する電気料金の値上げや水を消費するDCへの地域住民の反発である。 　前者は事業者の収益性を圧迫し、後者は建設計画の遅延や中止を招く。双方に効く手立てとして注目されているのが、冷却効率を高める技術だ。

■日立の新技術は何がすごいか 　日立製作所が10月21日に発表したGPU(画像処理半導体)冷却用コールドプレートは、この課題に挑む試作段階の新技術である。GPUはAIの学習や推論を担う高性能半導体で、処理能力と搭載数の増加に伴って発熱量も急増しており、従来の空冷では対応しきれない。冷却液で発熱部から直接熱を奪う液冷への移行が進む。 　このGPU冷却用コールドプレートは、GPUに接する冷却板の内部に独自の「U字トンネル流路」を設けた。冷却液が発熱部に向かって流れ、熱を吸収した後、U字型に折り返して排出される。

　数千本の微細な流路を並列に配置し、冷たい冷却液と温まった冷却液が混ざらない構造のため、温度の高い冷却液でもGPUを効率よく冷やす。主要都市の外気温度条件で試算したところ、GPUから回収した熱を外気へ放出するために必要な冷却電力を30％削減できたという。 　日立の強みは、冷却板単体を売る部品販売にとどまらない点だ。電力設備とデジタル技術を持ち、冷却設備、ポンプ、冷却水を作るチラーまで統合管理できる。さらに、DC向け運用管理システム「HMAX Data Center」を活用すれば、冷却設備や電力設備をまとめて管理し、電力の無駄を減らしながら安定運転を実現できる。DC側は、装置ごとに異なるメーカーと調整する必要がなく、施設全体を一括して任せられる。

　冷却市場では古河電気工業も存在感を高めている。同社は3月30日、サーバー内部のCPU(中央演算処理装置)やGPUに密着して冷媒を循環させる水冷モジュールと、空冷ヒートシンクの生産能力増強へ約550億円を投じると発表した。 　内訳は水冷モジュールに約510億円、空冷ヒートシンクに約40億円。精密な金属加工や配管溶接の技術を集約するフィリピン、タイ、中国の工場を増強する。 　水冷モジュールの売上高は、次世代AIDC向けの需要が本格化する2027年度に1000億円以上、さらなる発熱量の増加が見込まれる30年度には4000億円を計画する。システム全体の最適化を狙う日立に対し、古河電工は長年培った金属加工・熱伝導技術を生かし、部品の量産力と設計力で勝負する。

　古河電工は11月9日の27年3月期第2四半期決算発表に合わせて、今通期の純利益予想を従来の1050億円から1180億円へ130億円(12.4％)引き上げた。光ファイバーやAIサーバー向け高周波回路基板用銅箔も同社の事業の柱であり、今回の予想引き上げの主因はDC向けの光ソリューション事業の売り上げ拡大だった。冷却と通信という2つの需要を取り込める点は、競争力を考えるうえで見逃せない。 ■得意分野で攻める関西系の2社

　ダイキン工業は、施設全体の熱を処理する側から市場を押さえにいく。11月5日発表の27年3月期第2四半期累計決算において、売上高が2兆9107億円(前年同期比17.4％増)、純利益が1729億円(同7.5％増)で、売上高と営業利益は過去最高を更新した。通期の売上高予想も従来の5兆1500億円から5兆4400億円に引き上げた。 　牽引役の1つがDC向けの大型空調で、米州ではチラーとカスタムエアハンドリングユニット(建物内の空気を循環・冷却する大型空調設備)の販売が大きく伸びた。冷却水の製造から室内への送風まで手がけられる強みを生かし、北米のDC冷却事業の売上高を30年度に3000億円以上と、25年度見込みの3倍以上へ引き上げる計画だ。

　パナソニック ホールディングス(HD)は、冷却装置ではなく、蓄電システムと電子材料でAIインフラを支える。事業会社のパナソニック エナジーはDC向け蓄電システムの拡大に向け、26年度から3年間で3500億円を投資する計画だ。ただし、この金額には北米カンザス拠点の車載電池との共通基盤投資も含まれ、全額がDC専用ではない。 　主力のBBU(非常用電池装置)は、停電時にサーバーへの電力供給を維持する装置である。近年は、AIサーバーの演算負荷に伴う急激な電力需要の変動を吸収し、電力ピークを抑える役割も期待されている。同事業の売上高は25年度の3220億円から26年度に5500億円、28年度には1兆円規模へ拡大するという。

　もう1つの柱が電子材料である。同じくパナソニックHDの事業会社であるパナソニック インダストリーは10月30日、AI関連事業に約920億円を投じると発表した。内訳は、AIサーバー向け回路基板の高機能材料「MEGTRON(メグトロン)」に約670億円、GPUに安定した電力を供給するコンデンサー「SP-Cap(エスピーキャップ)」に約170億円、次世代半導体用材料の研究開発棟の新設に約80億円である。

　複数の半導体チップを1つのパッケージに組み合わせる「チップレット」など、半導体の高性能化が進むほど、チップ同士の高密度接続や発熱への対応が重要になるためだ。 ■チャイナリスクにどう向き合う？　 　注目したいのは、MEGTRONの増産拠点に中国・蘇州が含まれる点である。同社は蘇州とタイ・アユタヤに総額約670億円を投じる。蘇州では26年12月に新棟第1期の量産を始め、約300億円を投じる第2期は28年8月の稼働を予定する。

　顧客に近い場所で生産することは、納期や供給対応の面で合理的だ。反面、大規模な生産基盤を中国に置けば、人材の移動や取引先との連携を通じて製造ノウハウが周辺産業に広がる可能性もあり、看過できない。 　中国の産業政策は、巨大な国内市場に政府の支援や資金、量産能力を結び付け、蓄電池や太陽電池、電気自動車で企業の競争力を押し上げてきた。日本企業が同じ土俵で価格競争をすれば、規模とコストの差に直面する。 　中国市場を活用することと、中国企業と同じ競争領域に深く入り込むことは別だ。研究開発や中核技術をどこに置き、どの工程を海外に任せるのか。生産拠点の選択は、目先のコストではなく、将来の競争力を見据えて判断すべきだろう。

　米中関係も判断を難しくしている。アメリカは先端半導体や製造装置の対中輸出規制を進めてきたが、中国企業がDC市場から一律に排除されているわけではない。 　実際、調達先の選定には、政治的な関係に加えて、価格や納期、性能といった経済合理性が働く。蓄電池や電力変換装置でも、車載電池大手の寧徳時代新能源科技(CATL)や太陽光発電設備大手の陽光電源(Sungrow)が定置型・大規模蓄電システムへ事業を広げ、価格競争力と量産能力を武器に海外へ進出している。

　ドナルド・トランプ大統領と習近平国家主席の交渉も読みづらい。9月24日にワシントンで開いた首脳会談で両国は、非機微品目約300億ドル相当の関税を相互に引き下げることで合意し、AIをめぐる対話の枠組みも設けた。 　ただし、重要インフラの安全保障問題まで解消するわけではない。規制が緩めば中国メーカーとの価格競争は厳しくなり、強化されれば日本企業に代替調達の商機が生まれる。規制に頼らず、どちらに転んでも顧客に選ばれる製品を持つことが重要だ。

　理想は「中国と競争しない事業」の構築だが、パナソニックHDは楠見雄規CEOが「チャイナコストでジャパンクオリティーを実現したい」と宣言し、中国と激しく競う分野(市場)を主軸に据え続けている。 　先行者利益を期待するペロブスカイト太陽電池も例外ではない。日本が技術を開発して先行者利益を得ても、国家的な支援を背景に中国企業が量産化と低コスト化を進めれば、太陽光パネルと同じく、いずれ市場の主導権を奪われかねない。

■AI投資に付きまとう金融リスク 　DCとの関係では、AI投資そのものの金融リスクにも目を向けたい。アメリカのAI向けクラウド企業コアウィーブは、巨額の設備投資と借入金の返済能力に対する市場の警戒が強まり、10月14日に32年満期の社債価格が額面の8割を下回って、利回りが約15％に達した。 　GPUを先行調達しても、DCの建設が遅れたり、顧客の利用が想定を下回ったりすれば、金利負担や減価償却費が先に膨らむ。GPUは世代交代も速く、投資回収前に設備が陳腐化するおそれもある。

　DC事業者が投資を延期すれば、日立、古河電工、ダイキン、パナソニックに限らず、DC関連事業を展開する、いわゆる「AI銘柄」の日本メーカーにも影響が及ぶ。増強した設備の稼働率が上がらなければ、減価償却費が利益を圧迫するからだ。 　需要の拡大だけを見て生産能力を増やすのではなく、売上目標の達成に加え、量産開始後に目標としている利益率を確保できるか、顧客の投資計画や受注の確度はどうかを見極めなければならない。

　技術が優れていても、事業が地域に受け入れられるとは限らない。アメリカでは、DC建設に反対する動きが政治問題になっている。 　ペンシルベニア大学アネンバーグ公共政策センターが8月に公表した調査(6月16日〜7月19日実施)では、居住地域への新規DC建設に反対する人が61％に達し、2〜3月の調査から12ポイント上昇した。共和党支持者でも54％が反対している。Pew Research Centerの7月20日〜8月9日の調査でも、DCが家庭のエネルギー費用に悪影響を与えると考える人は50％、環境に悪影響を与えると考える人は54％に上った。

　AIそのものへの賛否とは別に、生活への負担を懸念する人が増えている。電気料金高騰や環境破壊への不安が、反対の中心にある。 ■AI時代に求められるメーカーの姿勢 　巨額の投資で利益を得るのは巨大IT企業だが、送電網の増強費用や水資源の消費、騒音などの負担は地域に残りかねない。冷却に使う電力を減らせれば、地域の電力網への負担も軽くなる。日立のコールドプレートのような技術は、その入り口になる。 　では、冷却技術の進歩は建設反対をどこまで和らげられるのか。電力の負担が減っても、水使用量や排熱処理の問題が残れば住民の理解は得られない。蓄電池を導入しても、地域の電力供給にどのような利益をもたらすのか説明できなければ、反発は収まらない。

　メーカーには、電力需要の平準化、排熱の再利用、水使用量の抑制まで含めた提案が求められる。冷却用機器や部品・材料を納めて終わりではなく、施設が地域に何をもたらすのかを事業者とともに考える姿勢が必要になる。 　こうした反発は、単なる利害対立にとどまらない。効率と利益を最優先する経済合理性と、人々の生活や倫理を守ろうとする地域社会とのせめぎ合いは、アメリカの政治空間を大きく変えつつある。背景には、キリスト教ナショナリズムが台頭する一方で、経済合理性だけでは説明できない、宗教文化が根強く息づいている現実がある。

　26年11月の中間選挙では、テキサス州のジェームズ・タラリコ氏とカンザス州のアダム・ハミルトン氏が、民主党候補として共和党の強い地盤で連邦上院議席を獲得した。タラリコ氏は長老派の伝統を持つ神学校で学び、ハミルトン氏は合同メソジスト教会の牧師である。両者はいずれもメインライン・プロテスタントに属する。メインライン・プロテスタントは、信仰を個人の救済にとどめず社会正義や公共善の実現にも生かそうとする伝統を持ち、個人の回心や聖書の権威をより強調する白人福音派とは異なる宗教的潮流を形成してきた。

　キリスト教徒が人口の1％前後にとどまる日本では、宗教的な言葉が政治や社会に与える影響は実感しにくいかもしれない。だが、隣人への責任や公共の利益を重んじる倫理は、企業経営にも通じる。地域の電力や水を大量に使いながら利益だけを独り占めする企業は、技術的に優れていても長く支持されない。 　冷却技術には、効率だけでなく、地域への責任を果たす役割も求められる。DCを建てるにあたり、地域を単なる建設予定地として扱うのではなく、事業のあり方をともに考える相手として向き合えるかが問われている。

■AIバブル崩壊に備える知恵 　日立は冷却・電力管理・運用制御、古河電工は放熱部品と光通信・銅箔、ダイキンは空調・熱源制御、パナソニックHDは蓄電池と電子材料に強みを持つ。各社の技術はいずれも、DCの電力消費を抑えながら設備の稼働率を高める可能性がある。 　だが、冷却効率の向上だけで建設反対がなくなるわけではなく、巨額のAI投資に見合う収益を得られるかもなお不透明である。冷却の効率化を、地域の電力や水の負担を減らす取り組みとして語れるかが分かれ目になる。

　日本企業は「技術で勝って、商売で負ける」と揶揄されてきた。DC建設反対運動が激化する中、AIブームに乗ろうとする日本メーカーの動きを見ていると、「技術で勝って、社会に負ける」のではないかと心配になる。 　日本の技術が、AIという金鉱を掘り当てて一獲千金を狙うためのつるはしやシャベルになるのではなく、社会問題解決のエンジンになればいい。それこそが、AIバブル崩壊に備える知恵である。