AI 가속기(GPU)의 전력 소비가 폭증하면서, 냉각 시스템은 데이터센터 인프라 중 가장 빠르게 성장하는 분야가 되었습니다. 

AI 시대 냉각기술


H100은 700W, B200은 1,200W까지 올라가며 기존 공랭은 한계를 드러냈고, 액체냉각(Direct-to-Chip), 침지냉각, CDU(Cooling Distribution Unit)이 새로운 표준으로 자리 잡고 있습니다.

1) 왜 액체냉각이 필수로 바뀌는가?

AI 서버 한 랙이 소비하는 전력은 2020년 15kW → 2025년 80~120kW → 2030년에는 200kW까지 증가할 것으로 전망됩니다. 

GPU의 발열은 공랭 방식으로 감당이 불가능해졌고, “공랭 → 하이브리드 → 완전 액체냉각”으로 글로벌 데이터센터가 빠르게 전환 중입니다.

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미국·유럽·중동 데이터센터는 Nvidia 서버 랙 기준으로 최소 40% 이상을 액체냉각으로 설계하고 있으며, 구글·마이크로소프트·메타는 2025~2026년 신규 센터의 70% 이상을 액체냉각으로 구축한다는 계획을 발표했습니다.

2) 액체냉각·침지냉각·CDU 구조 완전 해부

① Direct-to-Chip (D2C)

GPU·CPU 표면에 냉각판(Cold Plate)을 직접 밀착해 냉각수로 열을 제거하는 방식입니다. 고밀도 AI 서버에서 가장 선호되는 구조입니다.

② 침지냉각(Immersion Cooling)

서버 전체를 냉매 용액(Dielectric Fluid)에 담가서 식히는 방식입니다. 데이터센터 전력 효율(PUE)을 1.05 수준까지 낮출 수 있는 차세대 방식입니다.

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③ CDU(Cooling Distribution Unit)

냉각수의 흐름·온도·압력을 제어하는 핵심 장치로, 데이터센터 내 지능형 열관리의 중추 역할을 담당합니다. GPU 랙 전력밀도가 올라갈수록 CDU 용량·성능이 급격하게 증가합니다.

3) AI 데이터센터 냉각 시장 전망

Future Market Insights에 따르면 AI 데이터센터의 액체냉각 시장은 2025년 32억 달러 → 2035년 157억 달러(연평균 16.9% 성장)할 것으로 전망됩니다.

  • AI 서버 증가 → 열발생량 증가 → 냉각 필요성 폭등
  • 공랭 PUE 한계 도달 → 냉각 전력 절감 요구 증가
  • Rack Density 증가로 인한 액체냉각 전환 속도 가속
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특히 중동 지역은 고온 환경 특성 때문에, 신규 데이터센터의 80% 이상이 액체냉각을 채택하고 있습니다.

4) 한국 기업들은 어떤 역량을 가지고 있나?

① 귀뚜라미범양냉방

  • 액체냉각·침지냉각·공랭 등 풀 라인업 보유
  • 320kW~6MW급 대형 CDU 기술력 확보
  • 국내 통신사·대기업 PoC 진행

② LG전자

  • 중동 지역 800MW급 냉각 시스템 공급
  • 칠러·대형 냉각 솔루션 글로벌 점유율 Top Tier

③ GS칼텍스

  • 침지냉각 전용 냉매 ‘Kixx Immersion Fluid S’ 상용화
  • 통신 3사 및 국내 대기업 테스트 완료

5) 투자 포인트 & 체크포인트

① 단가·수익성 매우 높음

액체냉각 장비는 기존 공랭 대비 장비 ASP가 2~4배 이상 높습니다.

② 시장 초기 단계이므로 성장 여력 압도적

2024~2025년은 “도입기”, 2026~2028년은 “확산기”, 2029년 이후는 “표준화 단계”로 전망됩니다.

③ 랙 전력밀도 증가가 가장 강력한 성장 엔진

B200 서버 기준, 공랭만으로는 냉각이 거의 불가능합니다.

④ 한국 기업 경쟁력은 ‘기술 + 납기’

한국 기업들은 대응 속도가 빠르고, PoC→양산으로 이어지는 전환력이 높습니다.

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※ 본 글은 산업 분석용이며 투자 조언이 아닙니다.