Titan, silicon-carbon và sạc hai đường, 3 chi tiết kỹ thuật định hình thế hệ Galaxy Z thứ 8

Cuộn xuống

Ba việc phải làm được cùng một lúc

Ngày 31/7, ông Sunghoon Moon, Phó Chủ tịch Điều hành kiêm Lãnh đạo Cấp cao của Bộ phận R&D Thiết bị Di động phần cứng, Ngành hàng Trải nghiệm Di động của Samsung Electronics đã có bài chia sẻ chi tiết. Theo ông Moon, sau 7 thế hệ quan sát cách người dùng mở máy, mang máy theo người và mở rộng màn hình trong sinh hoạt hàng ngày, ba ưu tiên dần hiện ra ngày càng rõ, gồm màn hình lớn hơn để trải nghiệm đắm chìm hơn, thân máy mỏng nhẹ hơn mà không ảnh hưởng độ bền, và hiệu năng vượt trội mà vẫn giữ được lợi thế riêng của kiểu dáng gập. Ông cho biết việc đáp ứng đồng thời cả ba yếu tố này chính là bài toán kỹ thuật cốt lõi của thế hệ Galaxy Z mới nhất.

Ba yêu cầu đó kéo ngược nhau theo đúng nghĩa vật lý. Màn hình càng lớn thì càng tiêu điện, nên đòi hỏi viên pin lớn hơn, mà pin lớn hơn lại chiếm thêm thể tích và đẩy thân máy dày lên. Muốn máy mỏng đi thì cấu trúc đỡ màn hình phải mảnh lại, và một cấu trúc mảnh hơn thì khả năng chịu lực đi xuống. Suốt nhiều thế hệ, nhà sản xuất máy gập nào cũng phải chọn hai trong ba.

Điều đáng chú ý nằm ở cách Samsung mô tả công việc của chính mình. Ông Moon cho biết muốn làm thiết bị mỏng hơn thì hãng phải thiết kế lại đồng thời màn hình, bản lề, pin, hệ thống tản nhiệt và kiến trúc bên trong, thay vì tối ưu từng bộ phận riêng lẻ rồi ghép chúng lại với nhau.

Bộ ba Galaxy Z Fold8 Ultra, Galaxy Z Fold8 và Galaxy Z Flip8 được phát triển như một hệ thống kết nối thống nhất, thay vì tối ưu từng linh kiện riêng lẻ.

Chi tiết thứ nhất, lớp titan mở đường cho hai chi tiết còn lại

Flex Titanium gồm hai thành phần cùng làm từ titan. Tấm titan nằm bên dưới màn hình đóng vai trò cấu trúc đỡ chính, hấp thụ áp lực và tác động đến từ cả mặt trước lẫn mặt sau của thiết bị, và được tạo hình dạng lưới với độ chính xác cao để vừa uốn được ở vùng gập vừa giữ nguyên độ cứng ở phần còn lại. Nằm ngay dưới tấm nền màn hình là màng hợp kim titan chỉ dày vài chục micromet, tương đương khoảng một phần ba độ dày một sợi tóc người, đủ đàn hồi để chịu được việc gập mở lặp lại mỗi ngày mà vẫn hồi phục hình dạng ban đầu.

Tấm titan đỡ được chế tác bằng quy trình lai, còn màng hợp kim titan mỏng bằng khoảng một phần ba sợi tóc người.

Titan vốn là vật liệu quen thuộc của những ngành đòi hỏi khắt khe như hàng không vũ trụ, nhờ độ bền cao và khả năng chống biến dạng vĩnh viễn, hai đặc tính mà một tấm đỡ màn hình gập cần có. Ông Moon nói rõ rằng chọn được vật liệu mới chỉ là bước khởi đầu, còn thách thức thực sự nằm ở việc phát triển quy trình gia công, thiết kế cấu trúc và năng lực sản xuất để titan đáp ứng được yêu cầu gập mở nhiều lần.

Phần quan trọng nhất của công nghệ này lại không phải nếp gấp mờ đi, dù đó là thứ người mua nhìn thấy đầu tiên. Nhờ cấu trúc đỡ được gia cố, độ dày của cả cụm màn hình giảm 10%, và khoảng trống dôi ra được trả lại cho pin, hệ thống tản nhiệt cùng hệ thống chụp ảnh. Trong một thiết bị mà thể tích là tài nguyên hữu hạn, 10% đó chính là ngân sách để tiêu cho mọi cải tiến còn lại.

Tương tác

Kéo thanh trượt để bóc cụm màn hình từ thế hệ trước sang Flex Titanium

Cấu trúc thế hệ trướcFlex Titanium

Sơ đồ mô phỏng, tỉ lệ các lớp được phóng đại để dễ quan sát.

Chi tiết thứ hai, silicon-carbon và phần không gian hoàn toàn mới

Ông Moon cho biết người dùng kỳ vọng pin lâu hơn, sạc nhanh hơn và máy mỏng hơn, đồng thời không chấp nhận đánh đổi độ an toàn, độ ổn định hay độ tin cậy dài hạn, nên Samsung phải thiết kế lại toàn bộ hệ thống pin thay vì chỉ đơn thuần tăng dung lượng.

Hướng đi là cực dương silicon-carbon, vật liệu cho mật độ năng lượng cao hơn so với cực dương truyền thống, nghĩa là chứa được nhiều năng lượng hơn trong cùng một thể tích. Cái giá phải trả nằm ở chỗ silicon-carbon có độ phản ứng cao hơn, nên theo ông Moon, việc duy trì độ ổn định lâu dài trong điều kiện điện áp cao buộc hãng phải tối ưu cả hệ thống pin chứ không dừng lại ở riêng cực dương.

Cộng thêm phần không gian mà cấu trúc màn hình mới trả lại, hệ thống pin được thiết kế lại trong khi thân máy vẫn giữ được kiểu dáng mỏng. Kết quả là Galaxy Z Fold8 Ultra mang viên pin 5.000 mAh trong một thân máy chỉ dày 4,1mm khi mở, nặng 215g, với màn hình chính 8 inch.

Hai thành phần titan nằm dưới cụm màn hình, phần cấu trúc giúp rút bớt độ dày để nhường chỗ cho pin và hệ thống tản nhiệt.

Chi tiết thứ ba, vì sao dòng sạc phải chia làm hai đường

Sạc nhanh trên máy gập bị chặn bởi nhiệt chứ không phải bởi con số watt. Khi toàn bộ dòng điện đi theo một đường duy nhất vào hệ thống pin, nhiệt sinh ra dồn vào cùng một khu vực trong một thân máy vốn đã rất mỏng, buộc thiết bị phải hạ tốc độ nạp sớm để giữ an toàn.

Tương tác

Chuyển giữa hai kiến trúc sạc để xem đường đi của dòng điện

Khi toàn bộ dòng điện đi theo một đường, nhiệt sinh ra dồn vào cùng một khu vực, buộc máy hạ tốc độ nạp sớm hơn để giữ an toàn.

Sơ đồ nguyên lý, không mô tả bố trí linh kiện thực tế.

Samsung không dùng chung một giải pháp sạc cho cả dòng sản phẩm, mà phát triển kiến trúc sạc riêng cho từng kiểu dáng. Galaxy Z Fold8 Ultra và Galaxy Z Fold8 dùng kiến trúc sạc hai đường, giúp phân bổ điện năng hiệu quả hơn trong hệ thống pin và cải thiện khả năng quản lý nhiệt, qua đó hỗ trợ sạc nhanh 45W và đưa Galaxy Z Fold8 Ultra lên 67% dung lượng chỉ trong 30 phút. Với Galaxy Z Flip8, kiến trúc sạc được tối ưu riêng để đáp ứng các yêu cầu đặc thù về không gian và nhiệt của một thiết kế nhỏ gọn hơn.

Hai kiểu dáng, hai lời giải khác nhau cho cùng một bài toán, đó là biểu hiện cụ thể nhất của nguyên tắc phát triển thiết bị như một hệ thống thống nhất mà ông Moon nhắc tới ở đầu cuộc trao đổi.

Phần người dùng không thấy, hơn 100 bài kiểm định

Độ bền của một chiếc máy gập chỉ có giá trị khi được chứng minh bằng kiểm thử, và Galaxy Z series mới nhất đã trải qua hơn 100 bài kiểm định độ tin cậy, mô phỏng các điều kiện sử dụng thực tế gồm rơi, gập mở nhiều lần, áp lực, độ ẩm và bụi. Ông Moon cho biết hãng kiểm định toàn bộ hệ thống thiết bị trong những điều kiện mô phỏng cách người dùng dùng máy ngoài đời, nhằm hiểu rõ hiệu suất của cả thiết bị và phát hiện vấn đề tiềm ẩn trước khi sản phẩm đến tay khách hàng.

Thứ đã thay đổi sau 8 thế hệ

Nhìn lại toàn bộ chuỗi quyết định kỹ thuật của thế hệ này, thứ thay đổi nhiều nhất bên trong một chiếc máy gập không phải kích thước màn hình hay con số trên bảng thông số, mà là trật tự ưu tiên dành cho từng milimet. Không gian đã trở thành tài nguyên đắt nhất, và mọi cải tiến vật liệu cuối cùng đều quy về một câu hỏi duy nhất, là giành lại được bao nhiêu phần trăm độ dày để tiêu vào việc khác.

Từ chiếc Galaxy Fold đầu tiên năm 2019 đến bộ ba Galaxy Z Fold8 Ultra, Galaxy Z Fold8 và Galaxy Z Flip8 năm 2026.

Galaxy Z Series thế hệ thứ 8