研究開発された技術紹介

産学の連携により、量産の実証開発を行うと共に獲得した量産技術に沿って、ものづくりのコストダウンと信頼性、持続的な付加価値創造、デファクトスタンダード戦略を有機的に連携させた国際競争力を有する熱ソリューションビジネスエコシステムを共創することを目的とした。レンコンのように一方向に気孔が配列した金属材料であるロータス金属を用いて、サーバー向け、車載インバータ向けの冷却器として脱炭素の実現になくてはならない熱ソリューションを開発し、脱炭素効果を実証することを目標とした。本事業成果は、令和11年に70億円の新規冷却市場を創出し、車載用冷却器として年間4,000万tCO2削減、液浸サーバー用冷却器として1億tCO2削減を実現することを目指した。

・実用化ターゲットをPC用冷却器に設定し、量産技術の実証とコスト最適化を実施
・300W以上の熱流束においても素子-ベイパーチャンバ間の見かけの熱伝達率は15kW/m2Kに及ぶ世界最高レベルの熱伝達率を実証
・液浸サーバーデモ機では、オーバークロックし続けてもCPUの温度を70℃程度に保ち、PCのパッケージ温度から算出した熱伝達率1,500W/m2Kを達成
・抜き取り検査の短時間化に向けて非定常状態の熱伝達率を評価することで短時間での冷却性能把握を可能とする手法を構築

・PC用冷却器として、量産技術の実証とコスト最適化を完了し、目標を達成
・開発したヒートシンクは、ヒートパイプを使用した既製品より最大で10℃CPU温度を低下させることに成功
・5mm□のSiC小型チップの冷却に成功し、車載用冷却原理検証デモ機の設計と試作を完了
・液浸サーバーデモ機を作製し、エアコン等の低温冷媒や高圧の圧縮機等を用いることなく高い冷却性能を達成
・工程管理表を作成し、品質保証規定を制定完了

・安全保障貿易管理規定を制定し、国外でのマーケティング、ブランディングを重視する体制を構築
・台湾での世界一のPC、サーバー関連見本市であるコンピューテックスに参加
・東京ゲームショー2024での展示により、Web記事等13件の報道を受け、大きな反響を獲得
・新聞やWebニュースで本取り組みが大きく取り上げられ、プロジェクト成果の見える化と研究成果の周知において大きな反響を得た

・小型PC向けCPUクーラーとして、AIによる業務支援を実現する高性能冷却器
・車載用SiCインバーターモジュールの冷却システムとして、電動化における大電力変換システムの熱問題解決
・データセンター・サーバー向け液浸冷却技術として、グリーントランスフォーメーション実現のための省エネソリューション
・次世代マイクロ波デバイスの冷却により半導体電子レンジの実現に向けた応用
・GaNデバイスを用いたインバータ電源およびマイクロ波電源の小型放熱システム
・発振器の冷却等、開発技術の新規用途展開
・TPUが1.04で世界一の低コスト、脱炭素効果を実現するサーバー運用時の冷却システム

実用化ターゲットをAI業務支援用小型PC用冷却器に設定し、量産技術の実証とコスト最適化を実施した結果、ユーザーの量産試作ターゲットコストである7,000円を達成可能な技術を確立した。現行鋳造装置の冷却器製造能力は月600台程度であるが、PC用鋳造機を用いることで月15,000台程度の製造能力を実現できる見通しを得た。市場導入計画に基づき設備投資分の資金調達を開始し、量産鋳造機の購入および人員補強に向けた準備を進めている。東京ゲームショー2024での展示を通じて想定ユーザーとの協業体制を構築し、製品化マイルストーンに則った事業終了後の早期実用化を目指している。得られた開発成果の早期実用化に向けて、量産体制の構築実現が今後の重要な課題となっている。

・世界でも製造できるロータス金属を用いた独自の熱ソリューション技術
・既存技術に対して3倍以上の放熱効果を実証し、世界最高レベルの熱伝達率15kW/m2Kを達成
・ヒートパイプを使用することなく、対抗品ヒートシンクより低温化を実現する革新的な冷却性能
・TPU指標において1.04で世界一の低コスト、脱炭素効果を公知する優れた経済性
・エアコン等の低温冷媒や高圧の圧縮機等を用いることなく高い冷却性能を達成する省エネ性
・車載用冷却器として年間4,000万tCO2削減、液浸サーバー用冷却器として1億tCO2削減を実現する環境貢献度
・令和11年に70億円の新規冷却市場創出を目指す市場創造力
・コンピュータの本質的機能である演算能力の向上とCO2の排出削減の双方に貢献する技術ソリューション

得られた開発成果の早期実用化に向けて、量産体制の構築実現を最重要課題として位置づけ、資金調達を実施し量産鋳造機の購入および人員補強に取り組む計画である。PC用鋳造機の冷却器製造能力は月15,000台程度を見込み、製品化マイルストーンに従った開発を継続している。想定ユーザーとのテストユースを継続し、実用化に向けた開発・協議を進めている。標準化に向けた研究会の立ち上げを準備し、設置後はOCEANプロジェクト等を活用した早期標準化に取り組む。国外マーケット構築のための安全保障貿易管理体制の構築を完了し、STC Associateの取得を目指している。令和11年に70億円の新規冷却市場を創出し、車載用冷却器として年間4,000万tCO2削減、液浸サーバー用冷却器として1億tCO2削減の実現を目指している。

・量産体制の構築実現が最も重要な課題であり、具体的には資金調達を実施し、量産鋳造機の購入および人員補強が必要
・国外マーケット構築のための安全保障貿易管理体制の更なる強化として、STC Associateの取得が必要
・銅の相場変動の影響を受けやすい価格構造の改善
・デファクトスタンダード戦略の実現に向けた継続的な取り組み