Thứ được Samsung mang ra bàn ở London không phải một chiếc máy hoàn chỉnh, mà là mặt cắt lớp màn hình của Galaxy Z Fold8 Ultra, gồm 5 lớp xếp chồng lên nhau: lớp bảo vệ ngoài cùng, kính siêu mỏng UTG, tấm nền OLED, màng hợp kim titan, và dưới cùng là tấm titan đỡ toàn bộ cụm màn hình. Hai lớp cuối cùng là phần mới của thế hệ này, và cũng là phần Samsung mất nhiều thời gian nhất để làm ra.
“Qua 7 thế hệ phát triển thiết bị gập, chúng tôi đã thử qua vô số vật liệu. Tới thế hệ này, chúng tôi tin rằng titan có đủ những phẩm chất để đưa công nghệ gập lên một mức khác”, ông SH Moon nói.
Bài toán ngược của một thứ kim loại nổi tiếng vì cứng
Titan được chọn vì lý do dễ hiểu, đó là khả năng chống biến dạng vĩnh viễn và độ đàn hồi hồi phục, hai đặc tính mà một tấm đỡ màn hình gập cần có sau hàng trăm nghìn lần bị bẻ cong. Vấn đề nằm ở chỗ chính những đặc tính khiến titan hấp dẫn lại khiến vật liệu này khó uốn, trong khi thứ Samsung cần là một tấm kim loại chịu gập đi gập lại suốt vòng đời sản phẩm mà không mỏi.
“Đưa titan vào một cấu trúc gập là việc cực kỳ khó, vì vật liệu vừa phải dẻo vừa phải bền mà không được đánh đổi các phẩm chất còn lại. Nhưng chúng tôi tin nó có thể nâng thiết bị lên một tầm mới, và cuối cùng chúng tôi đã phá được những nút thắt đó”, ông SH Moon kể.
Cách phá nút thắt nằm ở việc Samsung không dùng một tấm titan đặc. Tấm titan Grade 4 nằm dưới cụm màn hình được khoét thành một cấu trúc lưới, cho phép nó cong ở đúng vùng bản lề trong khi vẫn giữ nguyên khả năng chịu lực ở phần còn lại. Đáng chú ý hơn là cách khoét, khi Samsung dùng hai công nghệ khác nhau trên cùng một tấm kim loại. Phương pháp ăn mòn hóa học tạo ra các lỗ tương đối lớn ở vùng gập để tấm titan uốn mượt hơn, còn tia laser tạo ra các vi lỗ ở những vị trí cần đỡ tấm nền chính xác hơn. Hai quy trình chạy nối nhau trên một chi tiết duy nhất, và kết quả là một tấm đỡ có độ cứng thay đổi theo từng vùng thay vì đồng nhất trên toàn bộ diện tích.
Lớp màng mỏng bằng một phần ba sợi tóc
Nằm ngay dưới tấm nền OLED là chi tiết được Samsung nhắc tới nhiều nhất trong buổi trao đổi, đó là màng hợp kim titan được xử lý xuống độ dày tính bằng vài chục micromet, tương đương khoảng một phần ba đường kính một sợi tóc người. Hợp kim này chứa vanadi, nhôm, crom và một số nguyên tố khác, được lựa chọn để cân bằng giữa độ bền và độ dẻo.
Con số Samsung đưa ra tại sự kiện cho thấy vì sao lớp màng mỏng như vậy lại quan trọng, khi độ cứng cơ học của màng hợp kim titan cao gấp 20 lần so với màng polymer từng được dùng ở các thế hệ trước. Phần đóng góp của Samsung không nằm ở việc phát hiện ra hợp kim titan, vốn là vật liệu quen thuộc trong ngành hàng không, mà nằm ở quy trình gia công và xử lý nhiệt để cán mỏng nó tới mức có thể uốn được bên trong cụm màn hình mà vẫn giữ độ bền dài hạn.
Với người dùng cuối, toàn bộ phần vật liệu học phía trên quy về một thứ nhìn thấy được, đó là nếp gấp giữa màn hình mờ đi rõ rệt so với thế hệ trước, đi kèm lớp phủ chống phản chiếu mới trên tấm nền.
Mỏng đi 10% ở một chỗ để tiêu vào chỗ khác
Phần thú vị nhất của câu chuyện lại không nằm ở màn hình. Theo số liệu Samsung công bố tại buổi trao đổi, cấu trúc Flex Titanium giúp giảm 10% độ dày của cụm màn hình, và chính khoảng trống dôi ra đó mới là thứ mở đường cho những thay đổi lớn hơn bên trong máy.
Bên trong một chiếc điện thoại gập, thể tích là tài nguyên hữu hạn tới mức mọi cải tiến đều phải trả giá bằng một bộ phận khác. Việc ép mỏng cụm màn hình đi 10% đồng nghĩa với việc Samsung có thêm ngân sách không gian để tiêu, và hãng này chọn tiêu gần như toàn bộ vào viên pin. Galaxy Z Fold8 Ultra giữ độ dày 4,1mm khi mở ra và cân nặng 215g, gần như không đổi so với thế hệ trước, nhưng dung lượng pin tăng từ 4.400mAh lên 5.000mAh. Sạc có dây nhảy từ 25W lên 45W, và thời gian đạt 67% dung lượng rút xuống còn 30 phút, so với mức 50% trong nửa giờ của Galaxy Z Fold7.
Để nhồi được ngần ấy dung lượng vào một thân máy không dày thêm, Samsung chuyển sang cực dương silicon-carbon, thứ vật liệu cho mật độ năng lượng cao hơn nhưng cũng khó thuần hơn vì các hạt silicon giãn nở mạnh trong quá trình sạc xả.
“Cải tiến này không đơn thuần là thay vật liệu cực dương. Nó đòi hỏi cải thiện từ đầu tới cuối trên toàn bộ hệ thống cell và kiến trúc pin”, ông SH Moon nói về hệ thống pin mới.
Cụ thể hơn, lớp phủ carbon mỏng trên cực dương giúp kiểm soát độ hoạt hóa của các hạt silicon-carbon và hạn chế thay đổi thể tích đột ngột, cực âm được phủ và pha tạp để giữ ổn định bề mặt ở điện áp cao, dung dịch điện giải được bổ sung phụ gia tạo lớp bảo vệ trên bề mặt silicon, còn màng ngăn được thiết kế lại theo hướng độ xốp cao để ion di chuyển dễ hơn. Riêng phần sạc nhanh, Samsung chia dòng qua hệ thống pin hai cell thay vì dồn toàn bộ công suất qua một đường duy nhất, cách làm giúp giảm áp lực điện lên từng cell và phân tán nhiệt trong một thân máy mỏng.
Chi tiết sinh ra từ lời phàn nàn
Không phải cải tiến nào ở thế hệ này cũng đến từ phòng thí nghiệm vật liệu. Khi máy gập ngày càng mỏng, Samsung nhận ra một hệ quả ít ai nói ra, đó là người dùng bắt đầu thấy khó cầm và khó mở máy bằng một tay. Lời giải là tinh chỉnh đồng thời bản lề, lực nam châm và độ căng của màn hình, kèm một vết khoét nhỏ dọc cạnh gập để ngón tay có điểm tựa tự nhiên. Trên bản công bố chính thức, Samsung cho biết khe mở của bản lề Armor FlexHinge rộng hơn 20% so với thế hệ trước.
“Chúng tôi ra quyết định bằng cách theo dõi sát người dùng và những thay đổi trong thói quen sử dụng suốt 7 thế hệ vừa qua”, ông SH Moon giải thích.
Phần kiểm định cũng đi theo hướng đó. Dòng Galaxy Z mới trải qua hơn 100 hạng mục thử nghiệm độ bền, bao phủ các tình huống đời thực gồm rơi, gập lặp lại, chịu nén, ẩm, bụi bẩn lọt vào khe. Điểm Samsung nhấn mạnh là hãng không kiểm tra từng linh kiện riêng lẻ rồi cộng kết quả lại, mà đánh giá cả cụm thiết bị vận hành cùng nhau trước khi sản phẩm tới tay người dùng.
Nhìn lại toàn bộ chuỗi quyết định, thứ Samsung làm được ở thế hệ này không phải một đột phá đơn lẻ, mà là một chuỗi đánh đổi được tính toán để phần tiết kiệm ở chỗ này chảy sang chỗ khác. Một lớp màng mỏng bằng một phần ba sợi tóc rút bớt 10% độ dày của cụm màn hình, và khoảng trống đó cuối cùng hiện ra dưới dạng 600mAh dung lượng pin mà người dùng cảm nhận được mỗi tối khi cắm sạc.
PV
