1.市場概況

ベイパーチャンバーは、ヒートシンク同様、放熱の役割を果たす部材である。構造的には、通常、中が詰まった状態にあるヒートシンクを中空構造に変え、その空いた部分に揮発しやすい液体を封入している。これによって放熱効率がヒートシンクより向上する。そのメカニズムの概略は、熱源からの熱によって液体が気化し、その蒸気が空間内を移動して放熱側に到達し、そこで熱が放出されて液体に戻るというサイクルを繰り替えすことで、通常のヒートシンクよりも効率よい放熱が可能になる。
ベイパーチャンバーの原理は、ヒートパイプとほぼ同じものであるが、小型化が容易という点でヒートパイプより優れており、現在では、スマートフォンにも搭載可能なほど小型化が進んでいる。

ベイパーチャンバーの小型化という長所を活かした典型的なアプリケーションとしてスマートフォンがある。5Gサービスの開始により、デバイスの高性能化が進む中、いかに効率的に放熱処理を施すかがスマートフォンメーカーの共通の課題となっているが、ベイパーチャンバーを採用することで可能になった。2021年の放熱ベイパーチャンパー世界市場（メーカー出荷金額ベース）を前年比123.5％の400億円と推計した。全体の約45.0％をスマートフォン向けが占める。

2.注目トピック

放熱を中心とする熱制御対策は重要な課題へ

スマートフォンやノートPC、タブレットPC などの小型電子機器や、パワー半導体デバイスと電子制御ユニット（ECU）、さらに大型の産業機器等の設計においても、放熱を中心とする熱制御対策は重要な課題となっている。しかも、近年の電子機器の性能向上にともない、その放熱設計の難易度も年々上がっている。なぜ電子機器の放熱設計が難しいのか。その主な理由には、次の3つが挙げられる。

1) 冷却のターゲット温度がとても低い
2) 消費電力の増大にともない発熱量も増大
3) 発熱密度が非常に高い

一番目の点については、電子機器のCPUなどに用いられるシリコン系半導体は熱に弱く、120℃程度の温度に達すると電子回路としての動作が不安定になる。そのため動作温度の上限を100℃程度として安定動作可能な状態に保つ必要があり、そのことが放熱設計を難しくしている。
二番目の点については、電子機器に搭載されるCPUやICはモーターなどに動作指令を出しているが、モーターのように回転して物を動かすような仕事をしない。それゆえ投入されたエネルギーは、そのほぼすべてが熱という形に変わることになる。電子機器の消費電力は歴史的に見れば上がる一方で、今後も増加することは間違いない。
三番目の点については、同じ量のエネルギーでも狭い範囲に集まれば集まるほど高温になるので、電子機器の放熱設計においても、半導体の集積度が増大するにつれて発熱密度が高くなる傾向が強まっており、一層対策が難しくなっている。

3.将来展望

電子部品が発熱しながらもその機能を維持するためには、放熱部材を通して速やかに熱を逃がす設計が重要となる。放熱を目的としたさまざまな熱伝導部材の必要性は高まり、2025年の放熱ベイパーチャンバー世界市場規模を2020年比287.7%の932億円になると予測する。アプリケーション別にみると、最も高い成長率を示すのがスマートフォン向けで全体市場のほぼ過半数を占める見通しである。

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Aパターン

セグメント別の動向

　ヒートパイプ（Heat Pipe）
　インテグレーテッドヒートスプレッダー（Integrated Heat Spreader）
　ループヒートパイプ（LHP）
　自励振動型ヒートパイプ（OHP）

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調査要綱