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Fertigungsdienstleister in den Entwickelungs-, Fertigungs- und Vernetzungsprozessen Neue Kühlkonzepte brauchen starke Partnerschaften

Ein Gastbeitrag von Mark Mackay 6 min Lesedauer

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Effiziente Kühlung bleibt der Schlüssel zur Zukunftsfähigkeit moderner Rechenzentren. Und dieser Markt wächst exponentiell. Parallel dazu steigt die Nachfrage nach innovativen und nachhaltigen Technologien. Das erfordert nicht nur bei der Kundschaft, sondern auch bei den Technikanbietern eine vorausschauende Planung und konsequente Umsetzung. Hier kommen Fertigungsdienstleister ins Spiel.

Nicht nur die Kühltechniken ändern sich und die Anbieter Eqipment für die Datacenter-Ausstattung müssen diese in ihr Portfolio aufnehmen, ganz oder teilweise. Das liegt die Suche nach neuen Partnern nahe. (Bild: / CC0)
Nicht nur die Kühltechniken ändern sich und die Anbieter Eqipment für die Datacenter-Ausstattung müssen diese in ihr Portfolio aufnehmen, ganz oder teilweise. Das liegt die Suche nach neuen Partnern nahe.
(Bild: / CC0)

Digitale Transformation, das Internet of Things (IoT) und nun die Künstliche Intelligenz (KI) haben eine Datenflut ausgelöst, deren Verarbeitung, Speicherung und Nutzung immer mehr Energie verschlingt. Laut der Internationalen Energie-Agentur (IEA) verbrauchten Rechenzentren im Jahr 2022 rund 460 Terawattstunden Strom, etwa zwei Prozent des weltweiten Verbrauchs. Bis 2026 könnte sich dieser Wert auf mehr als 1.000 Terawattstunden verdoppeln.

Damit würde der Energiebedarf, in etwa einem Gesamtverbrauch Japans entsprechen. Diese Entwicklung macht Rechenzentren zu einem großen Treiber des weltweiten Stromverbrauchs.

Parallel steigen die regulatorischen Anforderungen. Die EU-Staaten haben die überarbeitete EU-Energie-Effizienzrichtlinie (EED) 2023/1791 bereits im Oktober 2025 in nationales Recht umgesetzt. Ab 2026 gelten nun neue Pflichten: Betreiber müssen Energie- und Wasserverbrauch erfassen und berichten sowie Mindeststandards für die Nutzung von Abwärme einhalten.

Auch der Climate Neutral Data Centre Pact (CNDCP) stärkt den Fokus auf nachhaltige Rechenzentrumsinfrastrukturen. Die freiwillige Selbstverpflichtung der europäischen Branche zielt darauf ab, bis 2030 Klimaneutralität zu erreichen und fördert den Einsatz neuer, innovativer Technologien. Kühlung wird damit zum bestimmenden Faktor, der über Effizienz, Compliance und Wachstum entscheidet.

Kühlkonzepte für die Daten

Die am weitesten verbreitete Methode zur Temperierung von Rechenzentren ist die Luftkühlung. Sie kommt meist in Form von Kalt- und Warmgang-Einhausungen, Computer Room Air-Conditioning (CRAC)- oder Computer Room Air Handling (CRAH)-Systemen sowie freier Kühlung zum Einsatz.

Doch mit dem stetigen Wachstum von Datenmengen und Leistungsdichten stoßen diese Techniken zunehmend an ihre Grenzen. Allein mit Luft lässt sich die Wärme Energie-intensiver IT-Systeme langfristig nicht mehr effizient abführen.

Flüssigkühlung gilt daher als Schlüsseltechnologie, um die steigende Wärmelast in modernen Serverarchitekturen optimal zu bewältigen. Sie nutzt die hohe Wärmekapazität von Flüssigkeiten, um Wärme direkt an der Quelle abzuführen. Im Vergleich zu herkömmlicher Luftkühlung lässt sich der Energieverbrauch so um bis zu 40 Prozent senken. Diese Effizienz ist ausschlaggebend für die Erreichung immer strengerer Energie- und Nachhaltigkeitsziele.

Flüssigkühltechnologien lassen sich im Wesentlichen in zwei Hauptkategorien unterteilen:

Direct-to-Chip- und Immersionskühlung im Vergleich.(Bild: Plexus)
Direct-to-Chip- und Immersionskühlung im Vergleich.
(Bild: Plexus)

  • Direct-to-Chip-Kühlung: Eine Kühlplatte liegt direkt auf den Hauptwärmequellen, den Prozessoren (CPUs) und Grafikprozessoren (GPUs). Ein flüssiges Kühlmittel strömt durch feine Kanäle in der Platte, nimmt die entstehende Wärme auf und leitet sie gezielt an eine Wärmetauscher- oder Rückkühleinheit weiter.
  • Immersionskühlsysteme: Bei der Immersionskühlung setzen Hersteller oder Betreiber ganze Server oder Hardwaremodule in eine dielektrische, also nicht leitende Flüssigkeit ein. Diese umschließt die Komponenten direkt, nimmt die entstehende Wärme auf und führt sie besonders effizient ab.

Beide Technologien erhöhen die Effizienz deutlich, stellen Betreiber aber auch vor neue Anforderungen an Design, Wartung und Integration.

Best Practices für skalierbare Kühlsysteme

Die Entwicklung moderner Cooling-Lösungen erfordert daher ein integriertes Vorgehen über alle Produktions- und Lieferstufen hinweg. Hersteller stehen vor der Herausforderung, Effizienz, Nachhaltigkeit und Liefersicherheit gleichermaßen zu gewährleisten. Die nachfolgenden Best Practices zeigen, wie sich diese Ziele durch das Zusammenspiel von intelligentem Engineering, präziser Fertigung und resilientem Supply-Chain-Management erreichen lassen.

1. Engineering: Nachhaltigkeit beginnt im Design

Moderne Kühltechnologien sind nur so leistungsstark wie ihr Design. Schon in der Entwicklungsphase entscheiden sich 80 Prozent der Umweltwirkungen eines Produkts. Das heißt auch: Der Grad an Nachhaltigkeit, Skalierbarkeit und Kosteneffizienz eines Systems wird früh im Entwicklungsprozess definiert.

Angesichts steigender Leistungsdichten, komplexer Systemarchitekturen und strengerer regulatorischer Umweltanforderungen stehen Hersteller zunehmend unter Druck und müssen neue ingenieurwissenschaftliche Strategien sowie innovative Entwicklungsansätze verfolgen.

Design for Excellence (DfX), ein ganzheitlicher Entwicklungsansatz, kann Hersteller dabei unterstützen, elektronische Komponenten, Baugruppen und Gesamtsysteme von Beginn an auf Herstellbarkeit, Kosten und Effizienz auszurichten. Das verbessert die Produktionsprozesse und senkt auch Materialeinsatz und Energieverbrauch.

2. Öko-Design

Ein zentraler Bestandteil dieses Ansatzes ist das Life Cycle Assessment (LCA). Mit dieser Methode analysieren Hersteller die ökologischen Auswirkungen eines Produkts über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg.

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Durch die Anwendung von Eco-Design-Prinzipien können sie Emissionen systematisch reduzieren und Ressourcen besser nutzen. Dies umfasst eine ganzheitliche Betrachtung aller Phasen – von der Materialauswahl und der Systemmontage über Logistik und Nutzung bis hin zum End-of-Life-Management. Hersteller können die daraus gewonnenen Erkenntnisse direkt in das Produktdesign integrieren und steigern so die ökologische und ökonomische Leistungsfähigkeit zukünftiger Kühlsysteme.

3. Fertigung: Qualität und Skalierung Hand in Hand

Auf durchdachtes Design folgt präzise Umsetzung. Für Hersteller von Kühltechnologien wird die Produktion zunehmend zum Balanceakt zwischen Qualität, Geschwindigkeit und Skalierbarkeit. Die Bereitstellung zuverlässiger Produkte, die die Anforderungen der Kunden an Systemverfügbarkeit erfüllen, hat hier höchste Priorität. Gleichzeitig müssen Hersteller sicherstellen, dass sie ihre Produktionszeitpläne und -ziele einhalten, um die aktuellen Wachstumschancen konsequent zu nutzen.

4. Das Projekt-Management

Bewährte Projekt-Management-Strukturen wie das NPI (New Product Introduction)-Framework unterstützen Hersteller, Entwicklungs- und Produktionsprozesse effizient zu koordinieren. Der Ansatz steuert den Übergang vom Prototyp bis zur Serienfertigung und stellt sicher, dass Zeitpläne, Qualitätsziele und Kostenvorgaben eingehalten werden.

Zugleich gewinnen kontinuierliche Prozessoptimierung, Automatisierung und Qualitätsmanagement an Bedeutung. Diese Faktoren sind entscheidend, um Fertigungsabläufe zu stabilisieren und eine gleichbleibend hohe Reproduzierbarkeit zu sichern.

Global aufgestellte Fertigungsnetzwerke bilden dann im nächsten Schritt die Basis für eine flexible und nachhaltige Expansion. Sie ermöglichen es, Produktionskapazitäten in neuen Märkten aufzubauen und Fertigung nahe an den Zielregionen anzusiedeln.

Das ist besonders relevant für Hersteller, die über etablierte Rechenzentrums-Hotspots wie Nord-Virginia in den USA oder die FLAP-D-Region in Europa (Frankfurt, London, Amsterdam, Paris und Dublin) hinaus expandieren wollen. Hier können spezialisierte Fertigungspartner Abhilfe schaffen. Durch gezieltes Outsourcing lassen sich Skalierung, Qualitätssicherung und Markteintritt in neuen Regionen beschleunigen.

5. Supply-Chain: Resilienz durch Lokalisierung

Mit der globalen Ausweitung der Fertigung steigen auch die Anforderungen an ein widerstandsfähiges Lieferketten-Management. Die zunehmende Verbreitung von Hochleistungs- und High-Density-Servern treibt den Bedarf an effizienten und skalierbaren Cooling-Techniken rasant voran.

Zeitgleich verschärfen Materialknappheit, volatile Energiepreise und geopolitische Spannungen den Wettbewerb um kritische Komponenten. Nur wer seine Lieferketten stabil und vorausschauend aufstellt, kann in diesem dynamischen Markt zuverlässig liefern und wachsen.

Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Lokalisierung von Beschaffung und Produktion. Regionale Lieferketten verkürzen Transportwege, senken Kosten und machen Unternehmen unabhängiger von globalen Störungen. Gleichzeitig eröffnet die internationale Vernetzung den Zugang zu spezialisierten Komponenten und qualifizierten Zulieferern weltweit.

Die Kompexität nimmt immer noch zu

Für Hersteller von Kühlsystemen wird die Steuerung globaler Lieferketten damit zunehmend komplex. Die Vielzahl beteiligter Zulieferer, kurze Innovationszyklen und schwankende Marktbedingungen erfordern eine präzise Koordination und schnelle Reaktionsfähigkeit.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, können Hersteller auf erfahrene Fertigungspartner zurückgreifen, die über langjährig gewachsene Netzwerke und etablierte Beziehungen zu spezialisierten Zulieferern verfügen. Dadurch lassen sich Risiken frühzeitig erkennen, alternative Beschaffungsquellen aktivieren und die Versorgungssicherheit auch in volatilen Märkten gewährleisten.

*Der Autor
Mark Mackay ist Sr. Director, Global Market Development bei Plexus. In seiner Rolle verantwortet er die Geschäftsentwicklung sowie die Kunden- und Account-Strategie im Industriesektor in EMEA. Er arbeitet seit 2020 bei Plexus und übernahm im Januar 2024 seine aktuelle Führungsrolle. Mit über 28 Jahren Erfahrung in der globalen Elektronik- und Halbleiterindustrie bringt Mark Mackay eine multinationale Perspektive auf komplexe Herausforderungen in Lieferketten und operativen Prozessen mit. Diese stützt sich auf seine Tätigkeit in Führungspositionen in japanischen, europäischen und US-amerikanischen Unternehmen.

Er stellt in Aussicht: Durch die Kombination von Entwicklungs-, Lieferketten- und Fertigungskompetenz unterstützen Fertigungsdienstleister Hersteller dabei, neue Kühltechniken effizient zu entwickeln, zu skalieren und sicher in den Markt zu bringen. So entstehen Lösungen, die den Weg für die nächste Generation von Rechenzentren ebnen.

Bildquelle: Plexus

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