データセンター用半導体の世界市場規模は2029年までにCAGR 25.1％で拡大する見通し

市場概要

データセンター用半導体市場の規模、シェア、および動向
世界のデータセンター用半導体市場は、2024年の868億米ドルから2029年までに2,658億米ドルへと拡大し、2024年から2029年までの年間平均成長率（CAGR）は25.1％になると予測されています。この成長は主に、AIおよび生成AIワークロードの急速な拡大、ハイパースケールクラウドプロバイダーによる投資の増加、高性能コンピューティングおよび高速プロセッサへの需要の高まり、High Bandwidth Memory（HBM）などの先進的なメモリ技術の採用拡大、そして最新のクラウドデータセンターインフラにおける高速かつ低遅延のデータ処理へのニーズによって牽引されています。

成長要因：AI専用ハードウェアの継続的な進歩
企業が複雑なAIワークロードをより効率的に処理するための専用プロセッサの開発を加速させていることから、AI専用ハードウェアの継続的な進歩は、データセンター半導体市場の成長における主要な推進力となっています。Google、Amazon Web Services、Meta Platforms、Microsoft、Tencentなどの主要なクラウドプロバイダーは、ディープラーニングやニューラルネットワークのトレーニングといったAIタスクのパフォーマンスを最適化するため、TPU、Trainium、Inferentiaチップなどのカスタムシリコンに多額の投資を行っています。これらの専用アクセラレータは、汎用プロセッサよりも高い効率と低いレイテンシを実現します。MetaのMTIAアクセラレータ、MicrosoftのMaia 100 AIチップおよびCobalt CPU、TencentのZixiao、Canghai、Xuanlingチップといった最近のイノベーションは、自社開発のASICへの移行を浮き彫りにしています。この傾向は、ワークロードの最適化を向上させ、サードパーティベンダーへの依存を減らし、データセンター全体のパフォーマンスを加速させることで、AIサーバーのエコシステムを強化しています。

制約要因：高い初期投資コスト
AIに特化したインフラには、従来のシステムよりもはるかに高い設備投資および運用コストが必要となるため、高額な初期投資がデータセンター半導体市場の主要な制約要因となっています。GPUはAIやデータ分析のための強力なアクセラレータへと進化しましたが、その高度な機能には、特にハイエンド構成において高額なコストが伴います。コスト負担はハードウェアの購入にとどまらず、導入、ネットワーク統合、システム管理、保守、トレーニング、ソフトウェアライセンスに加え、多額の電力および冷却費用にも及びます。AIサーバーと従来のサーバーとの間の主要なコストの差はGPUにあり、これは部品原価の70％以上を占めることがあります。その結果、AIサーバー、特にNVIDIA A100やNVIDIA H100のようなプラットフォーム上に構築されたものは、標準的なサーバーよりも15倍から32倍高価になる可能性があり、特に中小企業の導入を制限しています。

機会：クラウドサービスプロバイダーによるデータセンターへの計画投資
クラウドサービスプロバイダーによるデータセンターへの投資計画は、AI半導体にとって大きな機会を生み出しています。これらの企業は、AIワークロードを処理するために高度なチップへの依存度を高めているからです。クラウドプロバイダーは、サーバーに専用半導体を組み込むことで、処理性能の向上、スケーラビリティの強化、そして幅広いAIアプリケーションの効率的なサポートを実現できます。Microsoft、Google、Amazon Web Servicesなどの主要企業は、世界的なデータセンターの拠点拡大を積極的に進めており、高性能な半導体ソリューションに対する将来の需要が堅調であることを示しています。例えば、マイクロソフトはケベック州におけるクラウドおよびAIインフラの拡張に向けて5億米ドルの投資を発表し、GoogleはウルグアイでのTerosデータセンタープロジェクトを推進しています。同様に、AWSはサウジアラビアに53億米ドル以上を投資し、新たなデータセンターを設立する計画です。こうした大規模な投資は、AI半導体の採用を加速させ、市場の持続的な成長を牽引すると期待されています。

課題：サプライチェーンの混乱
サプライチェーンの混乱は、データセンター向け半導体市場、特にAIサーバーインフラのタイムリーな導入にとって重大な課題となっています。GPUの納期遅延は、AI機能の拡張を目指す組織にとって深刻なボトルネックとなり得ます。なぜなら、これらのプロセッサはトレーニングや推論のワークロードに不可欠だからです。こうした遅延は、部品不足、生産上の制約、需要の急増によって引き起こされることが多く、ハードウェアメーカー、システムインテグレーター、クラウドプロバイダー、そしてエンドユーザーに至るまで、連鎖的な影響をもたらしています。需給の不均衡は、NVIDIA H100やA100のような高性能GPUにおいて特に顕著であり、GPUサーバーのリードタイムは最大52週に及ぶこともあります。こうした長期化した納期は、インフラの拡張を遅らせ、コストを増大させ、AIサーバーおよびデータセンター半導体市場全体の成長の勢いを阻害しています。

主要企業・市場シェア

データセンターのエコシステムは、高性能コンピューティングやAIワークロードを総体的に可能にする、複数の半導体層から構成される高度に統合されたアーキテクチャです。その中核を成すのは、NVIDIA、AMD、Intel、Google、Amazon Web Servicesなどの企業が提供するGPU、CPU、ASICを含むAIプロセッサであり、これらが演算能力を牽引しています。これを囲むように、運用効率を確保するセンサーコンポーネント（温度、気流、湿度）があり、その外側には、Analog DevicesやInfineon Technologiesなどのベンダーが提供するコントローラー、コンバーター、PMICを含む電源管理システムが配置されています。CiscoやArista Networksなどの企業が提供するNIC、スイッチ、相互接続技術を特徴とする接続層は、インフラ全体での高速データ転送を可能にします。さらに、信号変換器やコントローラーなどのアナログ部品がシステムの安定性を支えており、このエコシステムは、演算、電源、センシング、通信技術が密接に連携したネットワークとなっています。

プロセッサ別 – 2029年にはエッジプロセッサ/GPUセグメントがより大きな市場シェアを占める見込み
エッジプロセッサ／GPUセグメントは、リアルタイムのデータ処理が不可欠なエッジ環境におけるAI推論の爆発的な成長に牽引され、2029年には最大の市場シェアを獲得すると予想されています。自律システム、産業オートメーション、スマート監視、エッジ分析などのアプリケーションでは、低遅延での意思決定が求められ、データソースに近い場所に高性能プロセッサやGPUを配置することで、これを最も効果的に実現できます。集中型のクラウド処理とは異なり、エッジ環境では効率的でコンパクト、かつ電力効率に優れたコンピューティングソリューションが求められており、これが高度なエッジプロセッサやGPUの導入を強力に後押ししています。さらに、AI搭載デバイスの普及や5Gネットワークの拡大により、エッジコンピューティングの導入が加速しており、ローカルでの処理能力に対する需要をさらに高めています。NVIDIA、Intel、Advanced Micro Devicesなどの大手半導体企業は、エッジAIハードウェアにおいて絶えず革新を続け、ワット当たりの性能とスケーラビリティを向上させています。企業がリアルタイムのインサイト、帯域幅の最適化、データプライバシーをますます重視するにつれ、エッジプロセッサ／GPUセグメントは2029年までに市場を支配する見込みです。

2029年には温度センサーセグメントが市場の大部分を占める見込みです。
温度センサーセグメントは、高密度化・高消費電力化が進むデータセンター環境における熱監視・管理の重要性を背景に、2029年には最大の市場シェアを占めると予想されています。AIワークロードの増加に伴いラックの電力密度が高まる中、最適な動作温度を維持することは、性能、信頼性、およびハードウェアの寿命にとって不可欠です。温度センサーは、サーバー、GPU、電源ユニット、冷却システムなどに広く導入されており、データセンターで最も広く使用されているコンポーネントの一つとなっています。NVIDIAやIntelなどの企業による高性能プロセッサやアクセラレータの台頭により、発熱量が大幅に増加し、精密かつリアルタイムな熱モニタリングが必要となっています。また、温度センサーは、液体冷却やAIを活用した熱最適化システムなど、高度な冷却技術の実現を可能にします。データセンターが規模を拡大し続け、エネルギー効率と稼働時間を優先する中、温度センサーへの需要は大幅に増加すると予想され、2029年までにその市場シェアを牽引することになるでしょう。

【目次】

はじめに

エグゼクティブ・サマリー

プレミアム・インサイト

市場概要

本セクションでは、市場の動向、主要な変化、および需要見通しを形作る影響力の大きいトレンドについて要約します。

4.1 はじめに
4.1 市場の動向
4.2 4.2.1 推進要因
4.3 4.2.2 抑制要因
4.4 4.2.3 機会
4.5 4.2.4 課題
5.1 はじめに
5.1 エコシステム分析
6.1 新興国におけるデータセンターの設備投資を後押しするデータ保護およびデータローカライゼーションの規範
6.1 人工知能（AI）の規制環境
7.1 はじめに
7.1 プロセッサ
7.2 7.2.1 エッジプロセッサ／GPU
7.3 7.2.2 TPU、TRAINIUM、INFERENTIA、ALI、BIREN など
7.4 7.2.3 CPU
7.1 センサー
7.2 7.3.1 温度センサー
7.3 7.3.2 湿度センサー
7.4 7.3.3 気流センサー
7.1 接続性
7.2 7.4.1 NIC/イーサネットアダプタ
7.3 7.4.2 スイッチ
7.4 7.4.3 相互接続
7.1 電源
7.2 7.5.1 多相コントローラ
7.3 7.5.2 パワーステージ
7.4 7.5.3 ポイント・オブ・ロード (POL) (DC/DC コンバータ)
7.5 7.5.4 低ドロップアウト (LDO)
7.6 7.5.5 48V 中間バスコンバータ (IBC)
7.7 7.5.6 12V ホットスワップ・コントローラ/EFUSE
7.8 7.5.7 48V ホットスワップ・コントローラ/EFUSE
7.9 7.5.8 パワー・シーケンサ
7.10 7.5.9 ベースボード・マネジメント・コントローラ (BMC)
7.1 その他のアナログ
7.2 7.6.1 マルチチャンネル ADC/DAC
7.3 7.6.2 スイッチ
7.4 7.6.3 MUX
7.5 7.6.4 電流検出アンプ (CSA)
7.6 7.6.5 監視用 IC
7.7 7.6.6 ファンコントローラ
7.8 7.6.7 クロック IC
8.1 はじめに
8.1 プロセッサ
8.2 8.2.1 エッジプロセッサ/GPU
8.3 8.2.2 TPU、TRAINIUM、INFERENTIA、ALI、BIREN など
8.4 8.2.3 CPU
8.1 DRAM および NAND
8.1 センサー
8.2 8.4.1 温度センサー
8.3 8.4.2 湿度センサー
8.4 8.4.3 気流センサー
8.1 接続性
8.2 8.5.1 NIC/イーサネットアダプタ
8.3 8.5.2 スイッチ
8.4 8.5.3 相互接続
8.1 電源
8.2 8.6.1 多相コントローラ
8.3 8.6.2 パワー・ステージ
8.4 8.6.3 ポイント・オブ・ロード (POL) (DC/DC コンバータ)
8.5 8.6.4 低ドロップアウト (LDO)
8.6 8.6.5 48V 中間バス・コンバータ (IBC)
8.7 8.6.6 12V ホットスワップ・コントローラ／EFUSE
8.8 8.6.7 48V ホットスワップ・コントローラ／EFUSE
8.9 8.6.8 パワー・シーケンサ
8.10 8.6.9 ベースボード・マネジメント・コントローラ（BMC）
8.1 その他のアナログ
8.2 8.7.1 マルチチャンネル ADC/DAC
8.3 8.7.2 スイッチ
8.4 8.7.3 MUX
8.5 8.7.4 電流検出アンプ (CSA)
8.6 8.7.5 監視用 IC
8.7 8.7.6 ファン・コントローラ
8.8 8.7.7 クロック IC
9.1 概要
9.1 市場シェア分析、2023-2024
10.1 調査データ
10.2 10.1.1 二次データ 10.1.1.1- 二次情報源からの主要データ
10.3 10.1.2 一次データ 10.1.2.1- 一次情報源からの主要データ 10.1.2.2- 主要な一次調査対象者 10.1.2.3- 一次インタビューの内訳 10.1.2.4- 主要な業界インサイト
10.1 市場規模の推計
10.2 10.2.1 ボトムアップアプローチ
10.3 10.2.2 トップダウンアプローチ
10.4 10.2.3 ベース数値の算出
10.1 市場予測のアプローチ
10.2 10.3.1 供給側
10.3 10.3.2 需要側
10.1 データの三角測量
10.1 因子分析
10.1 調査の前提
10.1 調査の限界とリスク評価
11.1 ディスカッション・ガイド
11.1 ナレッジストア：MarketsandMarketsのサブスクリプションポータル
11.1 カスタマイズオプション
11.1 関連レポート
11.1 著者詳細

業界動向

セグメントごとのトレンドの触媒、リスク要因、成長機会に焦点を当て、市場の変遷を明らかにします。

規制環境

AI半導体市場（製品別）

市場規模、数量および予測 – 百万米ドル

クラウドデータセンター、AI半導体市場（製品別）

市場規模、数量および予測 – 百万米ドル

データセンター用半導体市場、競合状況

調査方法論

付録

…

【本レポートのお問い合わせ先】
www.marketreport.jp/contact
レポートコード：SE 10473

データセンター用半導体の世界市場規模は2029年までにCAGR 25.1％で拡大する見通し