Điều này nghe có vẻ không hợp lý lắm, nhất là khi có nhiều người chỉ đơn giản là không quan tâm đến vấn đề điện thoại của mình làm bằng gì. Vậy thì tại sao các công ty OEM vẫn tiếp tục đầu tư cho mảng thiết kế vật liệu?
Đương nhiên, đây là một vấn đề hết sức đau đầu. Lựa chọn bất kỳ chất liệu nào cũng đòi hỏi nhiều sự đánh đổi, bởi vì không một loại vật liệu nào có thể đem đến sự thỏa mãn hoàn toàn cho người dùng. Trong khuôn khổ bài báo này, chúng tôi xin được đưa ra đánh giá về ba loại vật liệu chính thường được dùng để sản xuất smartphone hiện nay, đó là nhựa, kim loại và kính.
Nhựa
Trong các loại nhựa ngày nay, hợp chất chiếm tỷ lệ lớn nhất là polycarbonate, loại vật liệu có khả năng chịu lực cao, chịu nhiệt tương đối tốt và rất dẻo. Một ví dụ về polycarbonate là nắp pin của dòng Galaxy S và Note, hay các dòng Lumia của Nokia. Về tổng thể, hầu như không thể chỉ ra bất kỳ chiếc điện thoại nào có vỏ ngoài làm bằng polycarbonate lại có vấn đề với việc thu phát sóng, khi mà một trong những ưu điểm của loại vật liệu này là nó không làm suy yếu tín hiệu radio. Hơn nữa, trong bối cảnh thị trường đang ngày càng trở nên cạnh tranh, mức chi phí thấp của polycarbonate so với kính và kim loại cũng là một lợi thế quan trọng không thể bị bỏ qua.
Trong khi polycarbonate có một số ưu điểm đủ quan trọng để được lựa chọn làm lớp vỏ cho một chiếc smarphone hay máy tính bảng, thì nó cũng có những hạn chế. Polycarbonate là loại vật liệu dẫn nhiệt kém, có nghĩa là đối với những thiết bị có giới hạn nhiệt thấp ngày nay, tốc độ xử lý của loại làm bằng polycarbonate sẽ thấp hơn loại làm bằng kim loại như nhôm hay magie. Điều tương tự cũng đúng khi ta so sánh một thiết bị làm bằng polycarbonate với một thiết bị làm bằng kính. Và để tham khảo, dưới đây là độ dẫn nhiệt của một vài chất liệu thông dụng:
| Nhôm | 205 W/m*K (Oát trên mét Kelvin) |
| Magie | 156 W/m*K |
| Kính thường | 0.8 W/m*K |
| Polycarbonate | 0.22 W/m*K |
(Độ dẫn nhiệt càng cao thì vật truyền nhiệt càng tốt)
Điều này có nghĩa là đối với những chiếc điện thoại và máy tính ngày nay, một khi đã làm bằng nhựa thì về cơ bản, nó sẽ chạy những game nặng chậm hơn so với các thiết bị làm bằng kim loại hay kính khác (trong cùng một điều kiện).
Và trên hết, trong khi polycarbonate có khả năng chịu lực rất tốt, thì độ dẻo của vật liệu này lại chính là vấn đề đối với các loại smartphone mỏng và nhỏ gọn. Nhiều người thường hay lấy ví dụ về ô tô ra để tranh cãi rằng polycarbonate giúp bảo vệ thiết bị tốt hơn, nhưng họ quên mất một điều rằng không hề có cái gì gọi là "vùng hấp thụ lực" ở một chiếc điện thoại. Thậm chí, đến cả tấm nắp lưng cũng được thiết kế để phục vụ một mục đích khác: là một chiếc ăng ten được gắn ở mặt sau điện thoại để tạo khoảng không cho những linh kiện khác.
Vì vậy việc ấn mạnh vào lưng điện thoại làm bằng nhựa sẽ rất dễ gây tổn hại đến những chi tiết tinh vi bên trong, do các kết nối ăng ten kim loại chỉ đàn hồi tới một mức nhất định, một khi bị kéo dãn quá mức sẽ không thể trở về nguyên trạng được nữa. Một trong những ví dụ chính xác nhất trong trường hợp này là chip Tegra 3 của HTC One X. Con chip này rất dễ mất kết nối với sóng Wifi và Bluetooth do ăng ten dễ bị hư trong quá trình sử dụng. Để giải quyết vấn đề này, lớp vỏ polycarbonate cần thêm những sự tăng cường tránh việc bị bẻ cong quá mức. Như trong bức ảnh dưới đây về chiếc Galaxy S4, ta có thể thấy nhà sản xuất đã sử dụng những núm mạ vàng nhỏ để đính các linh kiện vào tấm nắp lưng.
Kim loại
Ở một khía cạnh khác, kim loại lại thường được các chuyên gia ca ngợi như là một loại vật liệu cao cấp. Tuy nhiên, phần lớn trong số họ lại chỉ tập trung vào vẻ ngoài và cảm nhận của người dùng, hơn là những ưu và nhược điểm về mặt kỹ thuật của kim loại. Dĩ nhiên, kim loại là một thuật ngữ rất rộng, bao gồm hơn 80% những nguyên tố đã biết. Vì vậy, trong bài báo này, chúng tôi xin được tập trung vào nhôm, kim loại thường dùng để chế tảo vỏ thiết bị. Ngoài ra, magie cũng là một chất liệu hay được sử dụng, nhưng chủ yếu là để làm khung sườn máy.
Như những loại vật liệu khác, các loại hợp kim nhôm cũng có ưu điểm riêng của mình. Với loại hợp kim cứng được dùng trong smartphone và máy tính bảng, có một lợi thế đáng kể về cấu trúc giúp cho nó có khả năng bảo vệ những linh kiện bên trong tốt hơn. Trở lại vấn đề về xe hơi. Bởi vì không có một "vùng hấp thụ lực" trong một chiếc điện thoại hay máy tính nhỏ gọn, nên thiết bị chỉ có thể nguyên vẹn nếu nó có một chiếc vỏ vững chắc bảo vệ. Chiếc vỏ này phải được làm càng cứng càng tốt để ngăn tổn hại đến những chi tiết bên trong. Độ cứng cao của kim loại cũng giúp nó khó bị trầy xước hơn.
Một lợi thế quan trọng nữa của kim loại là độ dẫn nhiệt cao hơn, cho phép những thiết bị có giới hạn nhiệt thấp hoạt động hiệu quả hơn. Ví dụ tốt nhất minh họa cho nhận định này là sự so sánh giữa Galaxy S5 và HTC One (M8) trong thử nghiệm trên phần mềm GFXBench dưới đây cho thấy tốc độ khung hình của HTC One M8 cao hơn đáng kể so với Galaxy S5.
Tốc độ khung hình/giây của HTC One M8 cao hơn Galaxy S5
Nhưng cũng như tất cả những loại vật liệu khác, nhôm vẫn chưa phải là lựa chọn hoàn hảo cho các thiết bị di động. Nếu một chiếc điện thoại được làm bằng kim loại, nó sẽ không thể sử dụng ăng ten bên trong trừ khi có những "cửa sổ" bằng plastic hay kính cho phép tín hiệu ra vào điện thoại. Điều này có nghĩa là thiết bị sẽ trở nên ít đẳng hướng (phụ thuộc vào phương hướng) hơn trong quá trình thu nhận sóng radio.
Kể cả với những ăng ten bên ngoài có thể biến một phần của lớp vỏ kim loại thành ăng ten, sự lệch hướng vẫn xuất hiện khi có sự tiếp xúc với một vật thể dẫn điện (tay người). Mặc dù công nghệ sử dụng nhiều ăng ten (thu/phát đa dạng) và những ăng ten điều hướng đã giúp cho những thiết kế kim loại trở nên khả thi, thì vẫn có một sự khác biệt có thể nhận thấy về khả năng thu sóng radio của những thiết bị loại này.
Ngoài vấn đề về thu sóng radio, các loại hợp kim nhôm còn có mức giới hạn biến dạng đàn hồi thấp hơn polycarbonate. Nghĩa là trong khi lớp vỏ bằng nhôm có khả năng bảo vệ những linh kiện bên trong tốt hơn, thì có vẻ nó lại dễ nhận những thiệt hại về mặt thẩm mỹ. Nếu là một lớp vỏ bằng polycarbonate thì nó có thể chịu một cú rơi mà không bị lồi lõm hay biến dạng. Chi phí cho lớp vỏ nhôm cũng cao hơn đáng kể, và nó có thể lấy đi ngân sách dành cho những khía cạnh khác của thiết bị.
Một nhược điểm cuối cùng là vì nhôm tản nhiệt tốt hơn nhiều so với polycarbonate, nên sẽ thoải mái hơn khi ta cầm một chiếc điện thoại polycarbonate kể cả khi bên trong có nhiệt độ cao. Điều này cũng có nghĩa nhiệt độ thấp sẽ khiến những chiếc điện thoại bằng nhôm trở nên lạnh hơn so với những chiếc điện thoại polycarbonate.
Dĩ nhiên, magie cũng có thể là một lựa chọn tốt. Nó nhẹ hơn nhôm nhờ khối lượng riêng thấp hơn, truyền phát tín hiệu hơn nhôm, và về tổng thể, có nhiều lợi thế mà nhôm không thể có được so với các loại vật liệu khác, như là độ dẫn nhiệt cao hơn, độ cứng cao hơn và khả năng chống trầy xước tốt hơn. Vì vậy, về mặt lý thuyết, magie tốt hơn nhôm.
Không may là, từ góc độ công nghiệp, việc sản xuất hàng loạt vỏ magie là không khả thi, mặc dù vẫn có thể làm được. Điều này chủ yếu là do khả năng phản ứng của magie với oxy trong môi trường, và do khả năng bay hơi trong quá trình sấy. Nếu không có sự xử lý bề mặt, magie cũng sẽ nhanh chóng bị bào mòn. Điều này có nghĩa là hiện việc dùng magie để làm lớp vỏ ngoài là hầu như không thể, mặc dù rất nhiều nhà sản xuất vẫn đang lựa chọn chất liệu này cho khung sườn điện thoại.
Kính
Đừng quên rằng kính cũng là một lựa chọn khả thi khác cho lớp vỏ ngoài của smartphone hay máy tính bảng. Nó là vật liệu cứng nhất trong ba loại vật liệu kể trên và có khả năng chống trầy xước tốt nhất. Tuy nhiên, nó lại là loại giòn và dễ vỡ nhất. Đó là bởi kính không có khả năng đàn hồi. Hiện nay kính nhôm – silicate, hay thường được gọi là Gorilla Glass (được sản xuất bởi công ty Corning) là loại kính phổ biến nhất được dùng để sản xuất vỏ ngoài điện thoại.
Về khả năng dẫn nhiệt, kính chỉ hơi tốt hơn polycarbonate, và kém hơn nhiều so với nhôm. Nó cũng không làm suy yếu sóng radio, nghĩa là ăng tên bên trong có thể dùng được. Tuy nhiên, nhược điểm của kính là dễ vỡ, và rất nguy hiểm khi nó tan thành nhiều mảnh nhỏ. Hình dáng của điện thoại cũng là một trở ngại đáng kể đối với loại vật liệu này. Đây là lý do tại sao những thiết bị vỏ kính thường nhỏ hơn và phần kính của thiết bị nói chung là một tấm phẳng.
Như đã đề cập ở trên, còn rất nhiều những yếu tố phức tạp khác khi bàn về việc lựa chọn vật liệu cho thiết bị di động. Khả năng tản nhiệt của một thiết bị vỏ polycarbonate có thể được cải thiện bằng cách dùng một khung sườn bằng magie. Hay thêm nhựa ABS vào polycarbonate có thể làm tăng đáng kể độ cứng của nó. Hoặc thêm chất kết dính vào kính có thể giữ nó nguyên dạng khi bị vỡ để hạn chế các mối nguy hiểm đến từ mảnh kính. Công nghệ ăng ten mới cũng có thể giúp cho những thiết bị kim loại trở nên khả thi.
Kết luận
Dĩ nhiên, câu hỏi ban đầu vẫn còn đó. Tại sao những điều này lại đáng để quan tâm? Chẳng hạn, Apple không cần phải lo về khả năng tản nhiệt của iPhone 4 vì bộ vi xử lý tích hợp (SoC) không sản sinh quá nhiều nhiệt, nhưng họ vẫn dùng thêm một vòng thép và một tấm ốp lưng bằng kính. Những cải tiến này có thể mang đến sự bảo vệ tốt hơn cho điện thoại và cải thiện khả năng thu phát sóng, nhưng như thế vẫn là chưa đủ lý do để theo đuổi thiết kế này. Vậy thì tại sao Apple lại làm vậy?
Câu trả lời nằm ở kiểu dáng công nghiệp. Đây là một khía cạnh quan trọng đối với bất kỳ thiết bị nào, bởi vì cái mà người dùng quan tâm là khả năng hiển thị, kiểu dáng và vẻ ngoài của chiếc điện thoại. Nếu nó vừa tay, nhìn đẹp hơn, thì nghĩa là nó tốt hơn. Và chỉ khi nào gặp phải những thiết kế tồi, chúng ta mới biết được thế nào là thiết kế tốt. Trong bối cảnh ngành công nghiệp di động đang dần đạt đến độ bão hòa, cả hai yếu tố thiết kế công nghiệp và thiết kế chất liệu sẽ trở thành những sự khác biệt quan trọng đem lại lợi thế cho sản phẩm. Thậm chí là ngay từ bây giờ.
Anh Minh
Theo Anantech