データセンター向け液浸冷却環境での熱界面材料（TIM）性能のリアルタイム評価

2026年度掲載 seeds-009-0032 - 【中国】データセンター向け液浸冷却環境での熱界面材料（TIM）性能のリアルタイム評価

研究の成熟度

TRL1

基本原理・
現象の確認

基礎研究
TRL2

原理・現象の
定式化

基礎研究
TRL3

実験による
概念実証

応用研究
TRL4

実験室での
技術検証

応用研究
TRL5

使用環境に
応じた技術検証

実証
TRL6

実環境での
技術検証

実証
TRL7以上

実環境での
技術検証

※TRL（TRL（Technology Readiness Level）：特定技術の成熟度を表す指標で、異なったタイプの技術の成熟度を比較することができる定量尺度

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VISION

ビジョン

データセンターの省エネと高信頼性を両立する液浸冷却リアルタイム評価プラットフォームの確立

VISION
USE CASE
STRENGTHS
TECHNOLOGY
PRESENTATION
RESEARCHER

冷媒曝露下でのTIM劣化プロセスを可視化し、次世代液浸冷却システムの社会実装を加速する

AI・DXの進展に伴いデータセンターの電力消費が急増する中、省エネ性と高冷却性能を両立する「液浸冷却技術」の社会実装が急務となっています。しかし、冷媒中に浸漬される熱界面材料（TIM）はケミカルアタック等による経時的な接触熱抵抗増大が懸念され、長期信頼性の確保が最大の課題です。本研究では、冷媒中かつ発熱状態におけるTIMの劣化挙動をリアルタイムで高精度に計測・定量化する評価プラットフォームを構築します。これまで困難であった劣化メカニズムを解明し、高精度な寿命予測モデルと適合性データベースを産業界に提供することで、次世代液浸冷却システムの信頼性向上と社会実装を加速します。

USE CASE

最終用途例

液浸冷却サーバー、次世代TIM材料、受託試験サービスへの多角的な応用展開

USE CASE 01次世代データセンター・液浸冷却サーバーの熱設計最適化

APPLICATION

液浸サーバーの熱設計と信頼性評価

リアルタイム評価で得られた接触熱抵抗の経時変化データをシミュレーションに即時フィードバックし、過剰設計を防ぎつつ高信頼な液浸サーバーの熱設計を実現します。

MARKET

データセンター・サーバー市場

2050年に電力消費が14倍に達すると予測されるデータセンター業界において、省エネな液浸冷却システムの導入拡大に伴い信頼性評価技術の需要が高まっています。

IMPLEMENTATION

サーバー故障率の低減と省エネ化

TIMの劣化に伴う冷却性能低下を正確に予兆・把握可能となり、サーバーの突然死を防止するとともに冷却効率の最大化によりデータセンター全体の省電力化を推進します。

USE CASE 02高性能・高耐久な次世代TIMおよび冷媒の開発支援

APPLICATION

新材料・新冷媒の液浸適合性評価

冷媒曝露下における各種TIM（樹脂、金属TIM等）の溶解・膨潤挙動を動的に計測し、液浸環境に最適化された高耐久材料の開発を加速します。

MARKET

電子デバイス用材料・化学メーカー市場

PFAS規制対応の新冷媒開発や高出力チップ向け次世代TIM開発を進める化学・素材メーカーにおける、スクリーニング評価ニーズに対応します。

IMPLEMENTATION

液浸専用材料の開発サイクル短縮

従来困難であった実稼働環境下の物性変化を早期に把握できるため、試作・評価のイテレーションを高速化し、市場投入までの期間を大幅に短縮します。

STRENGTHS

強み

世界初の液浸リアルタイム評価技術と厳密なパラメータ制御による高い実機再現性

STRENGTHS 01

世界初の液浸in-situリアルタイム計測

従来の空気中・不活性ガス下での測定や事後評価と異なり、実際の冷媒中かつ発熱状態において、界面熱抵抗の経時変化を高精度かつリアルタイムに追跡可能です。

TECHNOLOGY

テクノロジー

圧力・温度・熱制御機構によるリアルタイム高精度解析技術

TECHNOLOGY 01

高精度液浸リアルタイム計測・制御技術

本技術は、共同出願特許に基づく独自の液浸槽および界面圧力・冷媒温度の精密制御系により構成されます。実稼働環境を完全に模擬した状態で、冷媒浸入に伴うTIMの溶解・膨潤・物性変化（ケミカルアタック）に起因する接触熱抵抗の増大挙動をリアルタイムで追跡します。得られた熱抵抗データは、実機の熱設計シミュレーションや材料の寿命予測モデルに直接活用可能です。

PRESENTATION

共同研究仮説

日本液浸コンソーシアムを核とした共同研究の創出

PRESENTATION 01

材料・冷媒メーカーとの共同研究

液浸適合性評価に基づく次世代TIM共同開発

材料メーカーが提供する開発試料の液浸環境下での不適合性メカニズムを特定・定量化し、冷媒耐性と高熱伝導性を両立する次世代TIM（樹脂・金属TIM等）の最適配合・構造設計を共同で進めます。

RESEARCHER

研究者

結城　光平山陽小野田市立山口東京理科大学　講師

経歴

山陽小野田市立山口東京理科大学工学部講師。博士（工学）。相変化伝熱、二相流液浸冷却、熱界面材料（TIM）および伝熱促進技術に関する研究に従事。ガス環境下における定常法接触熱抵抗評価において豊富な実績を有する。主な受賞として、マイクロエレクトロニクスショーアカデミックプラザ賞、山口東京理科大学若手研究者学長賞など。

リサーチマップ
https://researchmap.jp/Kohei_Yuki
専門領域
熱工学/伝熱工学/流体工学/熱界面材料

研究者からのメッセージ

熱流体工学の知見で液浸冷却の課題を突破し、持続可能なITインフラの未来を創る

AIやDXの劇的な進展に伴い、データセンターの熱マネジメントは世界的な最重要課題となっています。従来の空冷から省エネ性に優れた液浸冷却への移行が不可欠ですが、冷媒中での熱界面材料（TIM）の長期信頼性評価技術の欠如が大きなボトルネックとなっていました。私たちは、これまで培ってきた高精度な接触熱抵抗計測技術と熱流体解析の知見を結集し、世界初となる液浸in-situリアルタイム評価システムを構築しました。本事業を通じて、冷媒曝露下における材料劣化のブラックボックスを解明し、産業界が真に求める寿命予測モデルと適合性データベースを提供します。材料メーカーの皆様とは次世代TIMの創出を、システム・サーバーメーカーの皆様とは評価基準の標準化と最適な熱設計を共に目指したいと考えております。産学の架け橋として、日本の冷却技術競争力向上とエネルギー課題の解決に情熱を持って取り組んでまいります。

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